C2cc5f8b81af3f7ee9c0461a7c3a1bfc

Детали мотоцикла Ducati 1199 Panigale R Superleggera 2014

Не каждый мотоциклист обладает способностями, чтобы самостоятельно следить за своей техникой. Обычно многие  предпочитают передавать ее на ремонт и обслуживание в руки надежных специалистов, оставаясь при этом в блаженном неведении.

К сожалению, в дороге поломки случаются без предупреждения и чаще всего в самое неподходящее время, даже на качественно и своевременно обслуженной технике.

Именно в таких случаях люди начинают жалеть об отсутствии хотя бы какого-нибудь представления о работе своего железного коня, которое позволило бы им предположить причину поломки и направление действий по ее устранению.


Эта страница не направлена на то, чтобы сделать из вас профессиональных механиков, но она может дать вам хорошее представление  об устройстве и работе основных узлов мотоцикла или скутера.

Современный мотоцикл — результат многих лет непрерывной работы, направленной на улучшение характеристик, в результате которой мотоцикл стал сложным и замысловатым. Однако зачастую выясняется — то, что выглядит сложным, является ничем иным, как набором относительно простых деталей, соединенных между собой.

ДвигательКак работает мотоцикл» class=»alignleft» />Править

Двигатель
Двигатель • Цилиндр и поршень • Коленчатый вал  • Двухтактный двигатель • Четырехтактный двигатель • Роторный двигатель • Клапана • Фазы газораспределения четырехтактных двигателей • Борьба с вибрациями • Схемы компоновки двигателей

Основная статья: Двигатель

Двигатель вырабатывает энергию, необходимую для приведения мотоцикла в движение. К числу основных частей и узлов относится головка цилиндров, цилиндр (ры), поршень (ни), шатун (ны), и коленчатый вал.
всех двигателей внутреннего сгорания (ДВС), за исключением роторных (РПД), есть эти узлы; главное различие между двигателями заключается в числе цилиндров, поршней и их расположении. Почти во всех современных конструкциях детали двигателей внутри ли прикреплены к литому корпусу. Эти корпуса принято называть кривошипными камерами (картерами), не смотря на то, что в них расположено больше деталей, чем один коленчатый вал.

Система впуска и выпускаКак работает мотоцикл» class=»alignleft» />Править

Система впуска и выпуска
Система впуска и выпуска • Принцип действия карбюратора • Карбюратор с постоянным сечением диффузора • Карбюратор шиберного типа • Карбюратор постоянного разряжения • Регулировка карбюраторов шиберного типа и постоянного разряжения • Система впрыска топлива • Наддув и турбонаддув • Топливный бак • Топливный кран • Топливный насос • Воздушный фильтр • Корпус воздушного фильтра • Системы воздухозабора • Системы снижения токсичности в выхлопе • Системы выпуска

Основная статья: Система впуска и выпуска

Все конструкции двигателей внутреннего сгорания объединяет потребность в точном управлении расходом топливовоздушной смеси, поступающей в делатель.
есь рассмотрены процессы перемешивания топлива с воздухом в правильных пропорциях, подачи этой смеси в цилиндр(ры) в объеме, соответствующем заданной частоте вращения двигателя, и отвода от­работавших газов после окончания сгорания. Хотя принято разделять работу систем впуска и выпуска, полезно рассмотреть их вместе как процесс, в котором энергия топлива извлекается и превращается в полезную работу, а затем отводятся побочные продукты — тепло и шум.

Система зажиганияКак работает мотоцикл» class=»alignleft» />Править

Источник питания • Катушка зажигания • Свеча зажигания • Опережение зажигания и сгорание • Система зажигания с маховичным генератором (магдино) • Батарейные системы зажигания • Электронные системы зажигания • Системы управления двигателем

Основная статья: Система зажигания

Для работы двигателя необходим какой-нибудь способ инициации сгорания в строго определенный момент каждого рабочего цикла. Наиболее общепринятым способом является использование кратковременной высоковольтной искры. Высоковольтная искра проскакивает с изолированного электрода в центре запальной свечи на массу(заземление на корпус) через небольшой воздушный промежуток. К неотъемлемым элементам любой системы зажигания относятся следующие. Во-первых, необходимо найти способ получения электрической энергии для питания системы Даже несмотря на то, что во многих случаях источником энергии служит батарея, следует обеспечить ее подзарядку, в противном случае система скоро перестанет работать в связи с тем, что батарея разрядилась.
тание от батареи или от отдельной обмотки питания подводится к катушке зажигания. Это устройство преобразует ток небольшого напряжения и большой силы («низковольтный») в ток большого напряжения и низкой силы («высоковольтный’), необходимый для образования искры на электродах.Обычно в современных системах приходится говорить о преобразовании напряжения 12 вольт в напряжение порядка 40 киловольт. Для управления и изменения момента искрообразования требуется какой-нибудь коммутатор механического типа в виде контактного прерывателя или его электронного аналога — индуктивного датчика, или датчика угла поворота коленчатого вала в сочетании с блоком электронного управления (ECU). Кроме того, необходим способ изменения момента новообразования (опережения и запаздывания), механически или при помощи электроники оптимизирующий угол опережения зажигания на всех частотах вращения двигателя. Здесь рассматриваются основные теории, принципы и методы, связанные с образованием искры и управлением моментом искрообразования

ТрансмиссияКак работает мотоцикл» class=»alignleft» />Править

Зубчатая передача и крутящий момент • Передняя передача  • Сцепление • Принцип действия и устройство механической коробки передач • Автоматические трансмиссии • Устройство главной передачи • Пусковой механизм (кик-стартер)


Основная статья: Трансмиссия

Всем моторизованным двухколесным транспортным средствам необходимо устройство для передачи мощности от двигателя к заднему колесу. Эту функцию выполняет «силовая передача’ или «трансмиссия». Существуют трансмиссии двух основных видов: механическая и автоматическая: они отличаются отводимым водителю уровнем допустимого вмешательства и управления. Механическая трансмиссия используется на всех современных серийных мотоциклах, а в прошлом использовалась на некоторых мопедах. Автоматическая трансмиссия, в основном, встречается на мопедах и скутерах, хотя существуют примеры использования автоматических коробок передач на серийных мотоциклах (Honda DN-01).

В трансмиссиях всех типов, и механических, и автоматических, присутствуют передняя передача, сцепление, коробка передач и главная передача, хотя в зависимости от типа машины их форма может видоизмениться. В механической трансмиссии традиционной схемы передняя передача передает мощность от коленчатого вала через сцепление к коробке передач. Сцепление используется для соединения и разъединения двигателя с коробкой передач, таким образом позволяя двигателю работать, когда машина остается неподвижной. Коробка передач допускает выбор различных передаточных чисел для достижения максимальных показателей в пределах диапазона частот вращения двигателя, его мощности и крутящего момента. Главная передача передает мощность от коробки передач к заднему колесу.


Трансмиссия любого типа предназначена для обеспечения работы двигателя в пределах узкого диапазона частот вращения (измеряемых в оборотах в минуту), при том самой машине обеспечивается относительно широкий диапазон скоростей движения. Потому что,несмотря на возможность функционирования двигателя в достаточно широком диапазоне частот вращения, наиболее эффективная работа достигается только в узком промежутке этого диапазона. Для обеспечения широкого диапазона скоростей движения, при работе двигателя в узкой полосе частот вращения, требуются различные передаточные отношения между двигателем и задним колесом. В наиболее упрощенном виде работа одно- скоростной автоматической трансмиссии скутера не представляет особой сложности, в то время как на больших машинах применяются гораздо более сложные и изощренные системы. Многое зависит от предназначения рассматриваемой машины и ожидаемых от нее характеристик. От скутера небольшого объема требуется просто перемещать водителя на короткие дистанции с умеренными скоростями, быть дешевым при покупке и эксплуатации: следовательно, сложная схема трансмиссии не требуется. На больших машинах необходимый диапазон скоростей движения, расстояний, которые они покрывают, и массы перевозимого груза гораздо больше, это требует применения коробки передач, обладающей множеством передаточных чисел.

Система смазки и охлаждения двигателяКак работает мотоцикл» class=»alignleft» />Править


Трение и смазочные материалы четырехтактных двигателей • Системы смазки четырехтактных двигателей • Системы смазки четырехтактных двигателей — масляные насосы • Системы смазки четырехтактных двигателей — давление масла, предохранительные и перепускные клапана • Системы смазки четырехтактных двигателей — масляные охладители • Системы смазки и смазочные материалы двухтактных двигателей • Системы смазки двухтактных двигателей — масляные насосы • Воздушное охлаждение • Жидкостное охлаждение

СмазываниеКак работает мотоцикл» class=»alignleft» />Править

Для снижения трения внутренние подвижные части двигателя изготавливаются с высокой точностью и чистотой поверхности. При рассмотрении под микроскопом поверхности, кажущиеся гладкими, на самом деле оказываются достаточно грубыми, и для снижения трения и тепловыделения, происходящего при контакте поверхностей, необходимо ввести пленку смазочного материала для отделения ею контактирующих поверхностей. Поддерживая масляную пленку на различных деталях двигателя, система смазки эффективно удерживает трущиеся поверхности на расстоянии друг от друга. Если слой смазки нарушается в некоторой точке, то происходит быстрое и локализованное возрастание температуры. В крайнем случае это может привести к заеданию поврежденных поверхностей за счет их сваривания.


Помимо своей основной роли — смазывания, масло выполняет множество второстепенных функций. Масляная пленка покрывает все внутренние части, благодаря чему исключается контакт с воздухом и кислотами, способными вызывать коррозию. На четырехтактных двигателях с постоянной рециркуляцией масла оно выводит всевозможные частицы грязи и продукты износа, которые затем улавливаются масляным фильтром, благодаря чему происходит очистка двигателя. Также масло используется для повышения герметичности между поршнем и кольцами, а на двухтактных двигателях — между лепестковыми или дисковыми клапанами и картером. Наконец, оно способствует теплоотводу от нагретых поверхностей: поршня, колец, стенок цилиндра, находящихся в условиях высоких локальных температур.

  • Смазка четырехтактных двигателей
  • Смазка двухтактных двигателей

ОхлаждениеКак работает мотоцикл» class=»alignleft» />Править

Несмотря на высокую эффективность современных двигателей, топлива и масла, остается проблема нагрева. В идеале двигатель преобразовал бы в полезную мощность всю энергию, содержащуюся в топливе, и отсутствовало бы механическое трение, в результате чего он бы оставался холодным. На практике во всех двигателях присутствует высокий уровень нежелательного тепловыделения, для предотвращения повреждений его надо удерживать в разумных пределах.

Добиться этого можно непосредственно за счет излучения тепла в окружающий воздух (воздушное охлаждение), или косвенно — за счет отвода тепла в охлаждающую жидкость, которая сама охлаждается в радиаторе (жидкостное охлаждение].

  • Воздушное охлаждение

  • Жидкостное охлаждение

Колеса, шины и тормозаКак работает мотоцикл» class=»alignleft» />Править

Конструкции колес • Шины • Тормоза • Гидравлические тормозные системы • Антиблокировочная тормозная система (ABS) • Комбинированная тормозная система

В совокупности колеса, шины и тормоза, возможно, являются наиболее важными деталями, связанными с безопасностью. Любая из них выполняет многосторонние задачи в наиболее неприметной форме.

Основная статья: Колеса

Колеса служат опорой для мотоцикла, обеспечивают точную и надежную установку шин и противостоят нагрузкам, прикладываемым к ним при торможении, ускорении или со стороны неровностей дорожного полотна. В дополнение к вышеперечисленному, колесо должно быть как можно легче. Исходя из потребностей, конструкция колес развивалась для удовлетворения все возрастающих требований, предъявляемых к ним с постепенным ростом мощности двигателей.

Основная статья: Шины

Шины устроены гораздо сложнее, чем можно было бы подумать: они тоже развились вместе с мотоциклом в те непростые изделия, которые теперь считаются обыденными. Шины должны обеспечивать безопасную и надежную эксплуатацию мотоцикла в широком диапазоне нагрузок, скоростей, температур и погодных условий. Они составляют основу безопасности водителя, но их цена должна поддерживаться в разумных пределах, поскольку шины скорее являются расходным материалом.


Основная статья: Тормоза

Тормоза должны обеспечивать поглощение накопленной энергии большого, быстро движущегося мотоцикла и его водителя в течение нескольких секунд. Тормоза преобразуют эту энергию в тепло и быстро его рассеивают — факт, который редко приходит на ум водителю во время движения.

Передняя подвеска и рулевое управлениеКак работает мотоцикл» class=»alignleft» />Править

Неподрессоренные массы • Телескопическая вилка • Рычажные вилки тянущего и толкающего типов • Альтернативы телескопической вилке • Рулевое управление

Vidi perednei podveski

а — телескопическая «классическая»;
б — телескопическая перевернутая;
в — параллелограммная;
г — рычажная с качающимся маятником;
д — Подвеска автомобильного типа с поперечным рычагом;

1 — пружинно-гидравлическая телескопическая вилка;
2 — амортизатор;
3 — качающийся поворотный рычаг;
4 — шаровая опора;
5 — сошка руля;
6 — качающийся рычаг;
7 — направляющая труба;
8 — рулевая колонка рамы;
9 — руль

Подвеска любого типа служит для поглощения неровностей дорожного полотна при поддержании постоянного контакта колес с дорогой, а также для изоляции мотоцикла и его водителя от воздействия этих неровностей. Для этого необходим узел, который может сжиматься и растягиваться, в данном случае для этих целей идеально подходит пружина. Однако пружины обладают склонностью совершать колебания относительно своего естественного состояния в результате их сжатия и растяжения. Использование пружин без дополнительных устройств привело бы к очень не комфортной езде. Чтобы управлять колебаниями, потребуется некий способ их демпфирования, лучшей средой для этого может послужить масло.

За прошедшие годы производители вместо пружин пробовали использовать резину, торсионные блоки и торсионные ленты. Торсионные блоки все еще используются в соединении ведущих устройств некоторых газонокосилок. Однако резина очень легко повреждается. Также использовался газ, который продолжает использоваться на некоторых машинах совместно с пружинами. Газоналопненные подвески обладают преимуществом легкости регулировки (увеличение давления повышает жесткость подвески и наоборот) и обеспечения естественной «прогрессивной характеристики» (по мере сжатия газа увеличивается сопротивление с его стороны). При использовании газа возникает проблема с уплотнением, а также проблема, связанная с тем, что изменение температур при атмосферных изменениях или при работе приводит к изменению давления, которое изменяет «жесткость».

Так что в большинстве случаев комбинация пружин и гидравлики наиболее популярна: вопрос в том, как все это расположить в сочетании с рулевым управлением. За прошедшие годы существовало множество разнообразных конструкций, которые можно отнести к четырем основным категориям: телескопическая вилка, рычажная вилка толкающего и тянущего типа, рычажная подвеска автомобильного типа и параллелограммная вилка. Схема рулевого управления, которое обычно применяется на большинстве моторизированных двухколесных транспортных средств, «унаследована» от велосипеда и представляет собой трубу, связанную с передним колесом, которая поворачивается относительно рамы для осуществления поворота. Различия в конструкции связаны с различиями в схеме подвесок, но они незначительны, и в любом случее принцип действия остается тем же.

Виды передней подвески:

  • Телескопическая вилка
  • Рычажная вилка
  • Альтернативные конструкции

Рулевое управлениеКак работает мотоцикл» class=»alignleft» />Править

Основная статья: Рулевое управление

Независимо от типа передней подвески, рулевое управление всегда начинается с руля, который поворачивается относительно рамы и связан с передним колесом таким образом, чтобы поворот руля приводил к перемещению колеса.

Неподрессоренные массыКак работает мотоцикл» class=»alignleft» />Править

Что такое неподрессоренные массы?Как работает мотоцикл» class=»alignleft» />Править

Масса всех узлов подразделяется на массу узлов, опирающихся на подвеску, — такая масса называется «подрессоренной», — и массу остальных узлов, не опирающихся на подвеску, — называется «неподрессоренной». Следует обратить внимание на то. что шины тоже поглощают некоторые неровности, и с этой точки зрения можно сказать, что вся масса мотоцикла подрессоренная.

Для понимания термина неподрессоренных масс представьте мотоцикл, снятый с подставки и располагающийся вертикально. Когда человек садится на мотоцикл, пружины сжимаются при нагружении их весом водителя. Все узлы мотоцикла, перемещающиеся, при посадке водителя и сжатии пружин, представляют собой подрессоренные массы, они перемещаются вместе с подвеской (топливный бак, сиденье, рама, двигатель и т.д.). Все узлы, которые при этом не перемещаются, представляют собой неподрессоренные массы (колеса, шины, тормоза и т.д.). Это вызывает вопрос: масса рычагов подвески, амортизаторе» и вилок относится к подрессоренным или неподрессоренным массам? В целях простоты принято считать, что часть рычага подвески, располагающаяся за точкой крепления амортизатора, относится к неподрессоренным массам, а часть, которая находится перед точкой крепления, то есть между точкой крепления и осью вращения рычага, относится к подрессоренным массам; нижняя половина амортизатора относится к неподрессоренным массам, а верхняя половина — к подрессоренным; внешняя труба вилки или подвижный наконечник относится к неподрессоренным массам, а внутренняя или неподвижная труба — к подрессоренным.

Почему важна низкая неподрессоренная масса?Как работает мотоцикл» class=»alignleft» />Править

При наезде мотоцикла на неровность неподрессоренные узлы приобретают импульс, поскольку они начинают перемещаться; величина этого импульса пропорциональна неподрессоренной массе. Импупьс, создаваемый неподрессоренными узлами, увеличивает нагрузку на подвеску, для противодействия ему требуются более жесткие пружины подвески. При этом на подрессоренные узлы мотоцикла пружинами передается большее усилие, влияющее на их работу. Подобная ситуация встречается при попадании неподрессоренных узлов в выбоину.

Для обеспечения идеальной работы подвески необходимо, чтобы не было неподрессоренных масс, но это, конечно, невозможно. Суть заключается в максимально возможном снижении неподрессоренных масс по отношению к подрессоренным, поскольку это соотношение является более важным, чем сама величина неподрессоренных масс. На таком мотоцикле, как Honda Goldwing, это соотношение хорошее, поскольку у него очень большая масса подрессоренных узлов, гораздо большая, чем на многих мотоциклах; при этом неподрессоренные массы примерно те же, что и у других больших мотоциклов. Однако на спортивном мотоцикле массу стремятся свести к минимуму, и выдержать хорошее соотношение при использовании традиционных колес и прочих неподрессоренных элементов трудно. Единственный способ решить эту проблему заключается в использовании для колес экзотических и дорогих облегченных материалов, типа магния или углепластика.

Задняя подвескаКак работает мотоцикл» class=»alignleft» />Править

Подвеска рычажного типа • Амортизаторы • Схемы задней подвески

Основная статья: Задняя подвеска

Впервые задняя подвеска на мотоциклах появилась относительно недавно. В то время как необходимость передней подвески стала очевидной практически сразу, с задней подвеской дело обстояло гораздо менее критично — до тех пор, пока не увеличились скорости. На протяжении десятилетий пареллелограммные вилки работали совместно с жесткой подвеской заднего колеса (известной многими под названием хардтейл (hardtail)), а наиболее крупные неровности дороги смягчались за счет подрессоривания одиночного сиденья. Пассажиру приходилось мириться с элементарной подушкой, расположенной над задним крылом, а вместе с ней и с большинством ударов и вибраций, передаваемых задним колесом.

Вскоре после второй Мировой войны из-за роста скоростей отсутствие задней подвески стало серьезной проблемой для гоночных мотоциклов, потому что время отсутствия контакта заднего колеса с дорогой тоже увеличилось. Это означало, что отсутствие подвески начинает ограничивать общие характеристики машин.

Одной из первых появилась задняя подвеска свечного типа. Она представляла собой чуть больше чем пара двухсторонних вертикальных пружин. расположенных по обе стороны рамы между двумя специальными кронштейнами задней вилки. Ось колеса располагалась между ними и закреплялось между верхними и нижними пружинами. Несмотря на отсутствие амортизации, рамы со свечной подвеской обеспечивали определенный уровень комфорта и управляемости, и вскоре они стали широко использоваться на дорожных моделях. К числу главных недостатков подвески такого типа можно отнести износ (следовательно, стремление колеса к скручиванию относительно рамы из-за отсутствия взаимосвязи между концами вилки)и недостаточный ход подвески, который ограничен из-за натяжения цепи при вертикальном смещении колеса в любую сторону от центрального положения; кроме того, это означает, что в центральном положении цепь будет иметь самое слабое натяжение. Представленная компанией Triumph в 50-х годах подрессоренная ступица, по сути, являлась дальнейшим развитием задней подвески. Пружинный механизм располагался внутри задней ступицы и обеспечивал подрессоревание оси заднего колеса. Таким обрезом, подвеска получала некоторый ограниченный ход по сравнению с жесткой подвеской заднего колеса.

Настоящий прорыв в области задних подвесок произошел с появлением качающейся задней вилки, или маятниковой рычажной (название обычно сокращают до «рычажной подвески»). Подвеска такого типа вскоре стала использоваться повсеместно, что мы наблюдаем до сих пор, хотя по сравнению с первоначальной конструкцией в результате ее развития, применения современных материалов, и совершенствования используемых амортизаторов появилось множество вариантов такой под¬вески.

Одно из главных требований к задней подвеске любой конструкции — способность обеспечить расположение колес в одной плоскости, а оси колеса • под прямым углом к осевой линии рулевой колонки. Это зависит от прочности и жесткости подвески, а также от способности шарниров выдерживать высокие осевые и радиальные нагрузки.

РамыКак работает мотоцикл» class=»alignleft» />Править

Конструкция и материалы • Типы рам • Устойчивость и управляемость • Облицовка

Основная статья: Рамы

Рама предназначена для выполнения ряда функций, которые можно разделить на «структурные» и «геометрические».

Со структурной точки зрения, рама служит для расположения и крепления двигателя, трансмиссии. подвески и прочих вспомогательных деталей. Для эффективного выполнения этой функции рама должна быть жесткой, прочной и по возможности легкой.

С геометрической точки зрения, рама обеспечивает требуемые геометрию рулевого управления и подвески, колесную базу и центр тяжести. Кроме того, рама выполняет еще одну важную функцию: она обеспечивает расположение колес на одной линии. Рама должна быть достаточно жесткой под воздействием сил, появляющихся при движении в повороте, ускорении и торможении без воздействия со стороны рулевого управления и подвески. В данном случае главными критериями служит взаимное расположение рулевой колонки и оси качания рычага подвески — рама должна обеспечить поддержание рулевой колонки в вертикальной плоскости, а оси качания рычага подвески — в перпендикулярной, горизонтальной плоскости.

Именно эти факторы и определяют конструкцию рамы со времен появления первых мотоциклов. При отсутствии соответствующей прочности и жесткости рамы может происходить смещение переднего колеса относительно заднего в пределах от небольшого до совершенно опасного. Недостаточная жесткость рамы может не только служить причиной затрудненного или неприятного передвижения на машине, она может сводить преимущества двигателя на нет, вынуждая придерживаться осторожного стиля езды, оставляя таким обрезом данную модель далеко позади более сложных соперников. За прошедшие годы накопилось много примеров в сфере гоночных мотоциклов, когда машины с превосходными рамами, но скромными двигателями одерживали победу над конкурентами с замечательными двигателями и сомнительной ходовой частью.

Рынок дорожных мотоциклов устанавливает другие требования, которыми руководствуются при окончательном выборе типа рамы для конкретной модели. В этой связи стоимость и форма обладают почти таким же значением, как и прочие характеристики рамы. Бесспорно, что хорошо сконструированная рама может преобразить почти любую машину. Возможность уделять внимание подробностям, присутствующая только в условиях мелкосерийного производства (результатом чего является высокая стоимость) объясняет не снижающуюся популярность тюнинговых рам. В довольно узко специализированных областях, заполненных производителями рам для гоночных мотоциклов и тюнинговых рам для дорожных, такими как Bimota и Harris, очевидна совокупность интуиции, знаний и мастерства.

ru.motorcycle.wikia.com

Приборная панель R1200CLКак работает мотоцикл? На самом деле примерно так же, как и автомобиль, оснащённый задним приводом. Хотя некоторые начинающие (или будущие) мотоциклисты, не имея представления о принципах управления мототранспортом, опасаются на нём ездить. На самом деле ничего страшного нет!

Все же ездили в детстве на велосипеде? Наверняка. Так вот, когда вы едете на велосипеде, он же не заваливается набок, верно? Элементарная физика. Если ехать медленно, то инерция слабее, и завалиться в сторону проще, но на более высокой скорости что велосипед, что мотоцикл можно наклонять под значительным углом, не опасаясь падения.

Harley-Davidson Dyna Low RiderСердце любого мотоцикла — двигатель, и тут отличий от автомобиля ещё меньше. Типичный мотоцикл работает по тому же принципу, что и машина — двигатель внутреннего сгорания. Крутящий момент подаётся с вала двигателя на заднее колесо посредством одного из трёх типов главной передачи — кардан, ремень или цепь. Цепной привод сродни таковому на велосипеде, только цепь, разумеется, другого типа и обладает большей прочностью. Остальные два типа привода чаще всего ставятся на чопперы и круизеры, хотя споры о том что же лучше — ремень или кардан — не утихают никогда.

Большинство мотоциклов имеют цепной привод. Имеется две звёздочки — одна, маленькая, на валу, вторая, побольше — на заднем колесе. Вращаясь, вал вращает и звезду, заставляя цепь передавать момент на заднее колесо. В случае с ременным приводом всё аналогично, только вместо звёзд используются шкивы. Карданный же привод работает на мотоцикле так же, как на любом заднеприводном автомобиле.


Honda CB 1000 RДвигатели обычно бывают нескольких типов. Самый распространённый — рядный, с числом цилиндров от одного до четырёх, хотя попадаются и шестицилиндровые моторы — ярким примером может служить модель Kawasaki ZG1300. Ещё есть V-образный, обычно двух- или четырёхцилиндровый. V-образная двойка — самый часто встречающийся на мотоциклах класса чоппер двигатель. Также существуют оппозитные двигатели, которые ставятся в наше время в основном на мотоциклы BMW, ну и на люкс-туристы «Хонда» серии Gold Wing, например, Honda GL 1800 Gold Wing.

Kawasaki Voyager 1300Что касается коробки передач, то на подавляющем большинстве мотоциклов она механическая. Принцип её работы не отличается от такового на автомобиле, только сцепление выжимается левой рукой, а передачи переключаются левой ногой. Впрочем, на скутеры, вроде Yamaha T-Max, обычно ставят вариаторы, а есть и мотоциклы с полноценной автоматической роботизированной коробкой передач, например, Honda DN-01 или Honda NM4 Vultus. Хотя стоит заметить, что популярностью всё-таки пользуется именно классическая «механика».

Понять, как работает мотоцикл, несложно, и научиться управлять им на базовом уровне тоже труда не составляет. Так что если у вас есть желание приобщиться к двухколёсной братии — не бойтесь. Это не сложнее, чем научиться ходить.

ragingbiker.ru

Двигатель мотоцикла, мопеда, скутера, квадроцикла, снегохода и другой подобной мото-техники является агрегатом, преобразующим тепловую энергию сгораемого топлива в механическую работу, с помощью которой любое мото-транспортное средство (и не только) способно передвигаться. В этой статье, больше рассчитанной на начинающих любителей мото-техники, я постараюсь подробно описать всё, что связано с двигателем внутреннего сгорания, устанавливаемого на серийную мото-технику.

двигатель днепрКонечно же описать абсолютно все типы двигателей в одной статье нереально, и нельзя объять необъятное, да это и не нужно, так как поняв принцип работы простейшего мотоциклетного двигателя (двухтактного и четырёхтактного) любой мото-любитель впоследствии научится разбираться практически в любом моторе, даже самом современном.

 

 

Как уже было сказано выше, на мототехнике всех мировых производителей устанавливаются двигатели внутреннего сгорания, в которых тепловая энергия сгораемого бензина преобразуется в механическую работу, для придания вращения заднему колесу.

Ниже я подробно опишу принцип работы и общее устройство двигателя мотоцикла (двигателя внутреннего сгорания).

Принцип работы (рабочий процесс) и устройство двигателя мотоцикла.

Когда мы открываем краник бензобака (на современных мотоциклах стоит автоматический вакуумный кран) то топливо поступает в поплавковую камеру мотоциклетного карбюратора. Далее мы придаём движение поршню с помощью кикстартера (или нажимая кнопку электро-стартера) и движение поршня создаёт разряжение в цилиндре и в него из карбюратора начинает поступать горючая смесь, состоящая из засасываемого через воздушный фильтр воздуха и паров мелко распыленного бензина.

Горючая смесь начинает смешиваться с остатками отработавших газов (если мотор недавно работал) и образуется рабочая смесь, которая сжимается в камере сгорания с помощью поршня и затем сжатая смесь воспламеняется в нужный момент (2-3 мм до ВМТ) с помощью искры на свече зажигания.

Давление газов от сгораемого топлива начинает расширяться и двигать поршень вниз, а он в свою очередь передаёт движение через поршневой палец и шатун на коленвал двигателя мотоцикла. При этом поступательно-прямолинейное движение поршня (благодаря устройству кривошипношатунного механизма) преобразуется во вращательное движение коленчатого вала, который через моторную передачу и трансмиссию (коробку передач) передаёт вращение заднему колесу, которое двигает мотоцикл (или другую мото-технику).чоппер своими руками

Ну а преобразование тепловой энергии сгораемого топлива в механическую работу — это и есть рабочий процесс двигателя внутреннего сгорания, при этом, как было отмечено выше, поршень двигателя перемещается в цилиндре вниз-верх (о поршнях подробнее ниже). А крайние точки в верху и в низу, которые занимает поршень при перемещении в цилиндре мотора, называются мёртвыми точками — верхней и нижней (ВМТ и НМТ).

Верхняя мёртвая точка — это года поршень находится в верху у камеры сгорания, то есть когда поршень максимально удалён от оси коленвала. Ну а нижняя мёртвая точка — когда поршень находится в самом низу — то есть минимально удалён от оси коленчатого вала. Ну а расстояние от верхней мёртвой точки до нижней называется рабочим ходом поршня, а процесс, который происходит за один ход поршня называют тактом.

Исходя из вышеописанного, если рабочий процесс двигателя мотоцикла (или иного транспортного средства) совершается за два хода поршня, то такой двигатель называется двухтактным. Ну а если рабочий процесс совершается за четыре хода поршня, то такой мотор называется четырёхтактным. Более подробно о двухтактном и четырёхтактном двигателях я напишу ниже, а пока следует написать ещё несколько важных моментов, касающихся обоих типов двигателей.

Объём, который образуется над поршнем, когда он находится в верхней мёртвой точке, называется объёмом камеры сгорания (или объёмом камеры сжатия). И чем меньше этот объём, тем выше степень сжатия двигателя (о степени сжатия я ещё скажу ниже), и больше максимальные обороты двигателя и тем более высокооктановый бензин требуется для работы такого мотора.

А объём цилиндра двигателя, от нижней мёртвой точки до верхней (полный ход поршня), называется рабочим объёмом цилиндра и измеряется в кубических сантиметрах в странах СНГ и Европы, и в кубических дюймах (инчах) в странах Америки. Если двигатель не одноцилиндровый, а имеет несколько цилиндров (многоцилиндровый) то рабочим объёмом многоцилиндрового двигателя считается сумма объёмов всех цилиндров.

Кстати, рабочий объём многоцилиндровых большекубатурных моторов измеряется не только в кубических сантиметрах, его проще считать в литрах (и называется литражом двигателя). А сумма рабочего объёма цилиндра и объёма камеры сгорания считается полным объёмом цилиндра. Ну а отношение полного объёма цилиндра к объёму камеры сгорания называют степенью сжатия.

Ну и ещё одно понятия, связанное с моторами и которым больше всего интересуются при выборе мотоцикла — это мощность. Мощностью называется работа, которая совершается в единицу времени и измеряется в лошадиных силах.

 

 

 

Двигатель мотоцикла (или другого транспортного средства) имеет кривошипно-шатунный механизм, именуемый коленчатым валом (см. рисунок 1) газораспределительный механизм, систему смазки, системы питания и зажигания, ну и систему охлаждения (воздушную или жидкостную) и о всех этих системах будет описано в этой статье, или даны ссылки на другие статьи, так как мне нет смысла повторять то, что уже есть на сайте.

 

 

 

 

Но вначале мы подробнее рассмотрим рабочий процесс двух и четырёхтактного двигателя и разберём чем они отличаются.

Рабочий процесс и особенности двухтактного двигателя мотоцикла.

В двухтактном двигателе внутреннего сгорания рабочий процесс осуществляется всего за два хода поршня — см. рисунок 2 и газораспределение совершается с помощью поршня. Рабочий процесс двухтактного двигателя осуществляется так: когда поршень двигается вверх, то продувочное (перепускное) и выпускное окна открыты, а впускное окно закрыто поршнем.

При этом в цилиндре двухтактного двигателя осуществляется процесс перепуска из картера свежей смеси и выпуск отработанных газов. А в конце хода поршня (см. рисунок 2 б) совершается сжатие рабочей смеси воздуха и паров бензина в цилиндре, а в картере двигателя происходит впуск свежей смеси. Ну а далее, сжатая поршнем рабочая смесь воспламеняется в нужный момент с помощью свечи зажигания и далее происходит сгорание сжатой смеси.

Расширяясь газы давят на поршень и он двигается вниз (см. рисунок 2 в), совершая рабочий ход, при этом продувочное (перепускное) и выпускные окна закрыты, а впускное окно открыто. Далее в цилиндре двухтактного двигателя мотоцикла заканчивается сгорание рабочей смеси и при рабочем ходе поршень продолжает движение вниз.

В картере двухтактного мотора заканчивается процесс впуска свежей смеси и движущимся вниз поршнем закрывается впускное окно и начинается предварительное сжатие горючей смеси в картере (см. тот же рисунок 2 в).

Затем, во второй половине хода поршня вниз, продувочное (перепускное) и выпускные окна открыты (см. рисунок 2 а), а впускное окно закрыто поршнем. При этом происходит продувка, с помощью которой свежая горючая смесь способствует очистке цилиндра от отработавших газов, которые выходят через открытое выпускное окно (окна). Ну и опять же в картере двухтактного двигателя происходит предварительное сжатие горючей смеси и перепускание её в цилиндр (перепускание из картера в цилиндр показано стрелочками на рисунке 2 а).

Кстати, продувка в двухтактных двигателях (по расположению окон) может быть поперечной и возвратно-петлевой. Поперечная продувка — это когда перепускные и выпускные окна располагаются напротив друг друга (диаметрально противоположно). А на старых двигателях на донышке поршня имелся специальный гребень (своеобразный отражатель на поршне), с помощью которого свежая смесь направляется вверх и вытесняет из цилиндра мотогра отработанные газы.

 

 

 

Позже, на более современных двухтактных двигателях от гребня отказались, так как обороты возросли и требовался уже более лёгкий поршень (а гребень его утяжелял). Ну и гребень оказался ненужным,так как начали применять возвратно-петлевую двухканальную (или многоканальную) продувку (см. рисунок 3).

 

При такой продувке, как видно из рисунка 3, выпускные и продувочные окна начали располагать на одной стороне цилиндра и свежая горючая смесь отражаясь возвратным потоком, выдувает отработанные газы.

Рабочий процесс четырёхтактного двигателя мотоцикла.

Как понятно из названия, в четырёхтактном двигателе рабочий процесс происходит за четыре хода поршня, и рабочий процесс (все такты) показан на рисунке 4. Но сначала следует сказать, что основное отличие четырёхтактного двигателя от двухтактного заключается не только в количестве тактов, а ещё и тем, что в четырёхтактном моторе газораспределение осуществляется не поршнем (как в двухтактном двигателе), а с помощью клапанного механизма.

Более современные и форсированные моторы имеют не два, а четыре клапана на каждый цилиндр, но о системе газораспределения мы более подробно поговорим чуть позже. А сначала подробно рассмотрим рабочий процесс четырёхтактного двигателя мотоцикла.

Первый такт — это такт впуска, при котором поршень в цилиндре движется вниз от ВМТ до НМТ. При этом открыт впускной клапан и горючая смесь поступает через него в цилиндр двигателя, а выпускной клапан закрыт.

Второй такт — это такт сжатия. Когда поршень минует нижнюю мёртвую точку и начнёт движение вверх к ВМТ, начинается второй такт — такт сжатия рабочей смеси. К этому моменту впускной клапан успел закрыться и выпускной клапан также остаётся закрытым (оба клапана закрыты и происходит сжатие горючей смеси).

Ну и почти в самом конце такта сжатия, когда поршень немного не дошёл до ВМТ (примерно — 2 — 3 мм, у всех моторов угол опережения немного разный) происходит разряд между электродами свечи зажигания и электрическая искра поджигает сжатую горючую смесь.

Третий такт — это такт расширения — рабочий ход. Сжатая горючая смесь быстро сгорает, горючие газы расширяются и с силой толкают поршень вниз (от ВМТ до НМТ) при этом происходит рабочий ход, то есть третий такт расширения и работы. И именно в третьем такте происходит преобразование энергии сгораемого топлива в механическую работу.

Четвёртый такт — это такт выпуска, при котором поршень двигается от НМТ до ВМТ и при этом впускной клапан остаётся закрыт, а выпускной уже открывается. При полностью открытом выпускном клапане и при подошедшем вверх поршне происходит удаление из цилиндра и камеры сгорания отработанных газов в окружающую среду.

Недостатки и преимущества одноцилиндрового четырёхтактного двигателя мотоцикла.

Четырёхтактные одноцилиндровые моторы имеют как плюсы, так и минусы.

Их недостатков следует отметить:

  1. Работают толчками (немного неравномерно, хотя в этом есть своя фишка) так как из всех четырёх тактов, за два оборота коленвала, происходит только один рабочий такт, при котором двигатель совершает работу. А при остальных трёх вспомогательных тактах энергия расходуется и поэтому четырёхтактные моторы имеют немного меньшую мощность, чем двухтактные (при одинаковых параметрах).
  2. Происходит прерывистость процессов наполнения свежей горючей смесью и выпуска отработанных газов. И каждый из этих процессов осуществляется в течении всего одного из четырёх тактов, а затем прекращается. Это ухудшает очистку от отработанных газов и так же ухудшает наполнение свежей горючей смесью.
  3. Обладают недостаточно быстрой способностью увеличивать число оборотов и от этого обладают недостаточной приёмистостью (при одинаковых параметрах по сравнению с двухтактными моторами). Но на современных моторах, благодаря большему количеству клапанов (и цилиндров) некоторые из недостатков почти полностью устранены.

И преимуществ четырёхтактных двигателей мотоциклов (и автомобилей) следует отметить основные:

  1. Гораздо лучшая экономичность, по сравнению с более прожорливыми двухтактными моторами.
  2. Больший ресурс колец и поршней (так как в цилиндре нет окон) и более лёгкий ремонт.
  3. Повышается проходимость мотоцикла или иной мототехники по бездорожью, так как четырёхтактные одноцилиндровые моторы имеют хорошую тягу на низах, несмотря на свою неравномерность работы, особенно на малых оборотах (толчками).
  4. Более экологически чистые двигатели (по сравнению с двухтактниками, которые уже запрещены и не вписываются в нормы Евро по экологии).

Далее будут рассмотрены основные детали двигателя мотоцикла.

Начнём с кривошипно-шатунного механизма. Этот механизм не только воспринимает большое давление расширяющихся при горении рабочей смеси газов, но главное назначение этого механизма — это преобразование прямолинейного движения  поршня в цилиндре во вращательное движение коленвала.

Также двигатель мотоцикла состоит из цилиндра, его головки, поршня с поршневыми кольцами, шатуна, маховика, коленчатого вала (тот же кривошип) и картера.

Цилиндр двигателя предназначен для направления движения поршня. Вместе с поршнем и головкой цилиндра он образует замкнутую камеру, в которой и происходит рабочий процесс.

Изготавливают цилиндры из чугунных отливок, а более современные из алюминиевых сплавов, с вставленными чугунными гильзами. А самые современные цилиндры не имеют чугунной гильзы, а алюминиевый цилиндр покрыт износостойким никасилевым покрытием, или ещё более современным керонайтом (наносят гальваническим способом).

Внутренняя поверхность цилиндра для уменьшения трения шлифуется, а для лучшего удержания масла на стенках цилиндра — хонингуется (о хонинговке цилиндра мотоцикла читаем здесь, а про восстановление никасилевого цилиндра читаем тут) .

Цилиндры двухтактных двигателей в гильзе имеют окна, в которые выходят перепускные, впускные и выпускные каналы. Также на цилиндрах двухтактных моторов имеется патрубок (или два патрубка) с резьбой (или фланец), для крепления выпускной трубы, а так же имеется фланец для крепления карбюратора (на современных двухтактниках фланец карбюратора находится непосредственно на картере, а не на цилиндре, так как впуск горючей смеси происходит через лепестковый клапан прямо в полость картера.

А у цилиндров четырёхтактных моторов окна и каналы отсутствуют, так как газораспределение происходит в головке двигателя с помощью клапанного механизма (о системе газораспределения я напишу ниже).

Головка цилиндра изготавливается из алюминиевого сплава и крепится сверху на цилиндре двигателя. Внутренняя поверхность головки, в районе стыковки с цилиндром, имеет сферическую поверхность и образует камеру сгорания, в которой имеется резьбовое отверстие для свечи зажигания.

Головки двухтактных двигателей мотоциклов имеют простую конструкцию, и кроме рёбер для охлаждения, свечного отверстия и сферической камеры сгорания в них больше ничего нет (ну и плоскость для стыковки с цилиндром двигателя).

А головки цилиндров четырёхтактных двигателей более сложная по конструкции, так как в ней имеется механизм газораспределения. Так же имеются впускные и выпускные каналы, сёдла клапанов, ещё есть направляющие втулки клапанов, опоры коромысел для привода клапанов, отверстия для штанг (на более современных четырёхтактниках штанги отсутствуют, так как клапана открываются непосредственно от действия кулачков распредвала).

Для стыковки нижней плоскости головки и верхней плоскости цилиндра делается идеально ровная поверхность и при сборке используется медная прокладка, а на многоцилиндровых моторах как правило используется прокладка из армированного полотна, насыщенного графитом.

Поршень (или поршни) двигателя мотоцикла, или любой другой техники является одной из наиболее важных деталей, так как он воспринимает значительные нагрузки от давления газов, а так же передаёт усилие от давления расширяющихся газов на шатун, ну и кроме того поршень движется в цилиндре с большой скоростью (особенно на максимальных оборотах).

А в двухтактных моторах поршень ещё осуществляет процесс газораспределения, перекрывая или открывая окна в цилиндре. Разумеется поршень (или поршни) должен быть изготовлен из качественного поршневого сплава и иметь точно изготовленную геометрическую форму. На современных (или форсированных) двигателях мотоциклов или автомобилей устанавливают более прочные кованные поршни, о которых можно подробно почитать вот здесь и вот тут.

Поршень двигателя показан на рисунке 5 и имеет днище, юбку и бобышки, ну а днище может быть выпуклым, плоским или фасонным. Выпуклое днище считается более прочным, уменьшает нагарообразование, но у четырёхтакных моторов в выпуклом днище приходится делать выточки для клапанов.

Плоское днище менее прочное, но изготовить его проще. Ну и фасонное днище поршня изготавливалось в 50 — 60 годах прошлого века и применялось на двухтактных моторах некоторых мотоциклов и мотороллеров (например ВП-150 или ВП-150М) и изготавливалось в виде отражателя гребня (см. рисунок 2 выше), обеспечивающего поперечную продувку в старых двухтактных двигателях.

Поршень имеет канавки (две, три в двухтактных, или три, четыре канавки в четырёхтактных моторах) в которые устанавливают поршневые кольца с помощью специальных приспособлений. А в отверстия бобышек 5 вставляется поршневой палец, на который надевается верхняя головка шатуна.

Поршень двигателя мотоцикла или другой техники имеет не просто ровную форму цилиндра. Так как в процесае работы двигателя все детали, в том числе и поршень нагреваются и конечно же расширяются (тепловое расширение). А поршень нагревается и расширяется неодинаково по всей своей длине, ведь в верхней части он греется больше, а значит и расширяется больше, а в нижней части меньше.

Ну а чтобы обеспечить одинаковый рабочий зазор между поршнем и стенками цилиндра двигателя, поршень изготавливают немного конусным (к низу конус расширяется). А в районе бобышек поршень делают немного овальным. Конус и овал делают в пределах соток и геометрия конуса и овала зависит от материала, из которого изготавливают поршень.

Поршневые кольца 1 показаны на рисунке 5 и на рисунке справа чуть ниже (о усовершенствовании поршневых колец читаем тут) надевают в канавки поршня и кольца бывают компрессионные и маслосъёмные. Компрессионные кольца уплотняют зазор между поршнем и стенками цилиндра, а маслосъёмные поршневые кольца используют только в четырёхтактных моторах, для снятия излишков моторного масла, которые через отверстия в маслосъёмных кольцах и поршне сливаются обратно в картер двигателя.

Ну а для того, чтобы поршневые кольца были упругим, при их изготовлении заготовку кольца разрезают, затем делают определённый зазор, затем сжимают в специальной оправки и снова обрабатывают. Место на кольце в районе разреза называется замком, ну а зазор в замке у поршневых колец должен быть не более 0,1 — 0,5 мм (у большекубатурных моторов чуть больше).

Чтобы исключить прорыв газов при работе мотора, поршневые кольца устанавливают на поршень так, чтобы замки колец не располагались один под другим (например если три кольца, то замки располагают под 120º по отношению друг к другу). А чтобы исключить проворот колец в канавках и поломку их от попадания в окна в двухтактных двигателях, в канавках поршней двухтактников запрессовывают стопорные штифты.

А чтобы кольцо плотнее легло, на концах замков с внутренней стороны вырезают выточки. Изготавливают кольца из специального серого чугуна, а на некоторых моторах (например спортивных) кольца делают из качественной стали и верхнее кольцо хромируют.

Поршневой палец 3 (см. рисунок 5) предназначен для шарнирного соединения поршня и шатуна. Палец изготавливают из качественной стали и его наружная поверхность подвергается закалке и цементации, чтобы исключить быстрый износ. Ну а чтобы предотвратить осевое смещение пальца в бобышках, в них делают специальные проточки, в которые вставляются стопорные кольца из упругой стали (в некоторых моторах, там где палец прессуется в бобышках с натягом, стопорные кольца не используют).

Шатун. Показан на рисунке 5 под цифрой 6, а так же на фото справа. Очень подробно о шатунах и какие они бывают, я написал отдельную статью и желающие могут почитать её вот здесь. Ну а в этой статья я напишу лишь основное.

Шатун в двигателе мотоцикла, да и в любом двигателе внутреннего сгорания соединяет поршень с коленчатым валом и состоит из верхней головки шатуна, которая через бронзовую втулку (или игольчатый подшипник) и поршневой палец шарнирно соединяется с поршнем. Так же шатун состоит из стержня (как правило двутаврового сечения), ну и из нижней головки, которая соединяется с шейкой коленчатого вала через подшипник скольжения (вкладыш) или через подшипник качения.

Если нижняя головка шатуна неразъёмная, то она соединяется с шейкой коленвала (с пальцем) с помощью роликового подшипника качения (как у большинства отечественных двухтактных мотоциклов и мопедов). На двигателях, у которых имеется масляный насос и система смазки под давлением, то нижняя головка делается разъёмной (из двух половинок) и стягивается болтами и гайками ну и в качестве подшипников используются подшипники скольжения — так называемые тонкостенные вкладыши коленвала.

Для смазки нижней и верхней головки шатуна в двухтактных двигателях применяется масло в смеси с бензином. А у двигателей с вкладышами масло подаётся к нижней головке (и вкладышам) под давлением, создаваемым масляным насосом (например как в двигателе мотоцикла Днепр и большинства иномарок с четырёхтактными моторами), а к верхней головке шатуна масло подаётся с помощью разбрызгивания.

На некоторых мотоциклах (например отечественных К-750, Урал, М- 72) смазка нижних головок шатунов производится моторным маслом, поступившим с помощью разбрызгивания в специальные масло-уловители коленчатых валов, из которых далее масло, под действием центробежных сил, поступает через специально просверленные каналы к шатунным шейкам и к роликовым подшипникам нижней головки шатуна.

 

Маховик. Маховик в двигателе предназначается для равномерного вращения коленвала, а так же для облегчения пуска двигателя и трогания мотоцикла с места. В четырёхтактных двигателях мотоциклов маховик является отдельной деталью, насаживаемой на коническую цапфу коленвала и так же маховик является основой для крепления механизма сцепления.

О балансировке коленвала вместе с маховиком (в гаражных условиях) я написал отдельную статью, которую желающие могут почитать вот тут. Ну а в двухтактных двигателях маховик представляет собой составную часть коленчатого вала (так называемые щёки коленвала, или противовесы).

Коленчатый вал Он служит в двигателе для восприятия усилия от поршня (или поршней, если двигатель многоцилиндровый) и шатуна, преобразования поступательного движения поршня во вращательное движение моторной передачи и далее передачи усилия на трансмиссию, ну и далее на ведущее колесо мотоцикла, или другого транспортного средства. Как выбрать коленчатый вал в магазине и не купить подделку я подробно описал вот тут.

Коленчатые валы бывают цельные ( литые или кованные, например как в двигателе мотоцикла Днепр) — на большинстве мотоциклов с четырёхтактными многоцилиндровыми двигателями у которых в нижней головке шатуна используются вкладыши коленвала.

Так же коленчатые валы бывают составные (например как на мотоцикле Урал и на большинстве двухтаткных отечественных мотоциклов и мопедов). Составные коленчатые валы используют если в нижней головке шатуна устанавливаются роликовые подшипники качения. Подробно о продлении ресурса и ремонте составного коленвала я подробно описал вот в этой статье.

Коленчатый вал двигателя мотоцикла (и другой мототехники) имеет коренные шейки (так называемые цапфы), а так же шатунные шейки (так называемый палец нижней головки шатуна), ну и щёки и противовесы, которые уравновешивают вращаюшиеся массы кривошипного механизма.

На большинстве отечественных (и некоторых импортных) двухтактных мотодвигателях щёки, противовесы и маховики изготовлены в виде одной цельной детали. Ну а шатунная шейка (нижней головки шатуна) и две щеки образуют деталь, называемую кривошип (или кривошипно-шатунный механизм).

На двигателях, у которых в нижней головке шатуна используются роликовые подшипники качения коленчатые валы составные в которых детали спрессовываются между собой. Например на двигателях ИЖ Планета, Восход, Минск (и другие одноцилиндровые двухтактные отечественные моторы) коленвалы состоят из двух маховиков, шатунной шейки (пальца) и двух коренных шеек) цапф коленвала).

Ну а коленчатые валы у двухцилиндровых двухтактных отечественных мотоциклах (например двигатель ИЖ Юпитер) состоят из двух валов, которые соединены массивным маховиком. Так же коленчатые валы большинства мопедов и скутеров (как импортных, так и отечественных) состоят из двух щёк с противовесами, одной шатунной шейки и двух коренных шеек коленвала.

Все эти валы спрессованы и для замены изношенного роликового подшипника разбираются только при капитальном ремонте коленвала, о котором можно почитать здесь, или вторую статью, перейдя по ссылке выше.

Картер двигателя. Картер служит для монтажа почти всех деталей двигателя, кривошипно-шатунного механизма, цилиндра (или блока цилиндров у многоцилиндровых моторов), механизма газораспределения, для крепления коробки передач и для моторной передачи, ну и конечно же для защиты всех внутренних деталей от пыли, воды и грязи.

Картеры мотоциклов бывают сухого типа (например у мотоциклов Харлей Девидсон — фото выше), у которых масляный насос и масляный бак расположены отдельно от картера (о таких подробнее читаем тут). И бывают мокрого типа, у которых масляный насос расположен внутри картера, и моторное масло расположено в поддоне под картером и такие моторы наиболее распространены (все отечественные четырёхтактные двигатели и многие импортные).

Но следует отметить, что у двухтактных двигателей картеры являются так называемыми насосными камерами, куда поступает горючая смесь из карбюратора, там же в картере смесь предварительно сжимается и далее поступает в цилиндр двигателя. И поэтому картеры двухтактных двигателей должны иметь повышенную герметичность (всегда исправный сальник коленвала) и иметь сообщение с атмосферой только во время подачи горючей смеси из карбюратора.

Так же следует уточнить, что у двухтактных двухцилиндровых моторов (например отечественные двигатели ИЖ Юпитер) в картере имеются две разделённые камеры для каждого из цилиндров. Эти две разделённые камеры хорошо изолированны друг от друга, для того, чтобы не нарушалось газораспределение в каждом отдельном цилиндре.

При работе двигателя в картере создаётся повышенное давление и чтобы моторное масло не вытеснялось наружу (например через плоскости разъёма картера, заливные и сливные пробки, подшипники и валы, винты и т.д.) между плоскостями картера, между фланцами цилиндров и их головок, между пробками и другими деталями устанавливают уплотнительные прокладки, а у подшипников коренных шеек коленвала и распредвала устанавливают сальники (о сальниках коленвала читаем тут, а о сальнике распредвала читаем здесь).

При установке сальников их устанавливают так, чтобы пружина, стягивающая уплотнительную кромку, находилась со стороны повышенного давления (со стороны внутренней полости картера). Ну и для повышения герметичности сливной и заливной пробок под них устанавливают прокладки (резиновые колечки) и после слива или заливки масла пробки плотно затягивают.

Механизм газораспределения двигателя мотоцикла.

Этот механизм обеспечивает впуск в цилиндр (или в цилиндры) двигателя свежей горючей смеси и выпуск отработанных газов. В двухтактных двигателях мотоциклов, мотороллеров и мопедов (скутеров) применяется бесклапанное газораспределение с помощью поршня. А в четырёхтактных моторах газораспределение осуществляется с помощью клапанного механизма.

Бесклапанное газораспределение. Это газораспределение осуществляется на двухтактных моторах и здесь, как было отмечено выше, впуск горючей смеси, а так же перепуск её из картера двигателя в цилиндр и выпуск отработанных газов осуществляется поршнем. Поршень, как золотник открывает и закрывает окна при движении верх-вниз и таким образом регулирует газораспределение в двухтактных моторах.

Клапанное газораспределение. При таком газораспределении впуск горючей смеси и выпуск отработанных газов происходит через каналы в головке двигателя и эти каналы открываются и закрываются в нужный момент с помощью клапанов, плотно прилегающих к сёдлам (седло клапана — это опорная коническая поверхность к которой примыкает, при закрытии клапана, тарелка клапана — о сёдлах клапанов и о восстановлении изношенных сёдел читаем тут).

Клапаны (как правило два на цилиндр) могут иметь нижнее расположение, при котором клапана устанавливаются в цилиндре (например антикварные отечественные моторы М-72 или К-750). Или верхнее расположение, при котором клапана устанавливают в головке цилиндра, как на двигателе мотоцикла Днепр или Урал, да и вообще всех современных двигателей мотоциклов. А у самых современных моторов имеются не два клапана, а четыре и даже пять.

При нижнем расположении (см. рисунок 6) механизм состоит из впускных и выпускных клапанов с пружинами, а также имеется распределительный вал 6, кулачки 7 которого при вращении отжимают толкатели 5, а те в свою очередь давят на торец стержня клапана.

Ну а привод (вращение) распредвала осуществляется с помощью шестерни 2, насаженной на распредвал, а вращает её шестерня 1, насаженная на коленвал. Шестерня 1 имеет в два раза меньшее количество зубьев, чем шестерня 2, и поэтому распредвал вращается в два раза медленнее, чем коленвал.

При верхнем расположении клапанов, показанном на рисунке 7 (на более современных мотоциклах), клапана расположены в головке и кроме перечисленных выше деталей ещё имеются коромысла 2 и штанги 3 (например как на моторах Уралов и Днепров).

 

 

А на более оборотистых самых современных мотоциклах штанги и коромысла отсутствуют (так как они бы на больших оборотах зависали бы), а на торец клапана давит сам кулачок (через регулировочную шайбу или через гидравлические толкатели).

 

Подробнее о деталях механизма газораспределения читаем ниже.Сальники клапанов

Клапаны 4 или 7 (см. рисунки 6 и 7 выше) нужны в двигателе для открытия или закрытия в нужные моменты впускные и выпускные каналы в головке и клапан состоит из тарелки и стержня. Тарелка клапана имеет конусную фаску, которая у отечественных двигателей мотоциклов имеет 45 градусов по отношению к стержню клапана. Ну а клапанная пружина обеспечивает посадку тарелки клапана на его седло при закрытии, и удерживает клапан в закрытом состоянии.

Толкатели 5 или 4 (см. рисунки 6 и 7 выше) передают усилие от распредвала на торец стержня клапана (при нижнеклапанном механизме), а при верхнеклапанном механизме толкатели передают усилие на штангу, а штанга уже через регулировочный болт толкает торец клапана. У более современных двигателей имеются гидравлические толкатели, которые под действием давления масла автоматически корректируют нужный клапанный зазор.

Толкатели у нижнеклапанных моторов с одной стороны имеют резьбовое отверстие, для регулировочного болта (для регулировки клапанов). А толкатель у верхнеклапанных моторов имеет сферический наконечник для опоры штанги, а с другой стороны толкатель как нижнеклапанного, так и верхнеклапанного двигателя мотоцикла имеет плоскую твёрдую поверхность для опоры в кулачок распределительного вала.

При работе любого двигателя стержень клапана и другие детали нагреваются и вследствии теплового расширения стержень клапана удлиняется. От этого тарелка клапана после нагрева уже не будет плотно прилегать к своему седлу и нормальная компрессия нарушится. Чтобы этого не происходило и клапаны плотно закрывались как в холодном состоянии, так и после нагрева, между клапаном и толкателем (или между клапаном и коромыслом) в холодном состоянии делается при регулировке клапанов тепловой зазор.

Распределительный вал предназначен для открытия и закрытия впускных и выпускных клапанов в нужный момент (в определённой последовательности). Распределительный вал, как двигателя мотоцикла, так и любого другого транспортного средства, имеет такое же количество кулачков, как и клапанов.доработанный распределительный вал

Также распредвал имеет опорные шейки, для посадки в подшипники (скольжения или качения) и шейку с шпоночным пазом для насаживания приводной шестерни 2 (см рисунок 6 выше).

Спереди распредвала тяжёлых отечественных мотоциклов имеется кулачок, для размыкания контактов в прерывателе распределителя зажигания. Там же имеется опорная поверхность для насаживания бегунка (ротора с грузиками опережения зажигания).

Также на распределительном валу (с другой стороны) имеется червячная шестерня привода масляного насоса (например на тяжёлых отечественных мотоциклах К-750 М, М-72, М63). Кстати, чтобы увеличить ресурс распределительного вала, его следует немного доработать (подробнее об этом читаем тут).

Штанги — эти детали имеются не на всех двигателях, а только на моторах с нижним расположением распредвала (например на наших отечественных верхне клапанных тяжёлых мотоциклах Урал и Днепр). На более оборотистых и современных двигателях с расположением распредвала (или распредвалов) в головке, штанги отсутствуют за ненадобностью.

Штанги представляют собой дюралюминиевые трубки или прутки, на концах которых напрессованы стальные и закаленные наконечники с сферической поверхностью на конце. Ответные сферические поверхности сделаны на концах коромысел и торцах толкателей, в которые и опираются наконечники штанг.

Коромысла показаны цифрой 2 на рисунке 7 чуть выше и они служат для передачи усилия от штанги к торцу стержня клапана (для открытия клапанов) и представляют собой двухплечий рычаг, посаженный на ось. На одном конце коромысла сделано резьбовое отверстие, в которое вкручивается регулировочный винт с контргайкой, а на другом имеется сферическая опора для упора торца штанги.

Ну и на любом двигателе мотоцикла, или любой другой мото-техники ещё имеется механизм сцепления, а так же система смазки и система питания, о которых я не буду писать в этой статье, так как об этом я уже очень подробно написал в нескольких статьях, ссылки на которые будут даны чуть ниже.

Скажу лишь что система питания состоит из топливного бака, бензо-провода, бензо-краника, карбюратора мотоцикла, топливного и воздушного фильтров. У более современных мотоциклов система питания оснащена впрыском топлива и об обслуживании инжекторных мотоциклов желающие читают тут.

Ну а смазочная система в двухтакных отечественных двигателях простейшая, так как бензин просто разбавляется маслом в бензобаке, а в более современных двухтактных моторах имеется отдельный масляный бачок, из которого масло, с помощью плунжерного масляного насоса, впрыскивается в диффузор карбюратора, где и смешивается с бензином.

А система смазки четырёхтактных двигателей состоит из поддона, из которого масло закачивается масляным насосом и подаётся в масляную магистраль под давлением, к парам трения (к подшипникам). На некоторых мотоциклах (например на Харлеях) применяется система смазки с сухим картером, и у таких мотоциклов масло заливается в отдельный масляный бак, откуда закачивается к парам трения и после круга по магистрали заново возвращается в бак. Подробнее об обслуживании таких мотоциклов можно почитать вот здесь.

Вот вроде бы и всё, надеюсь эта статья о двигателе мотоцикла и о всех его системах будет полезна начинающим мотоциклистам, успехов всем.

suvorov-castom.ru

Двигатели мотоциклов

 
Как работает мотоциклКак известно, двигатели внутреннего сгорания (ДВС), бывают трех типов, а именно двухтактные, четырехтактные и роторные. Последние не сильно распространены но некоторые мотопроизводители их все же используют ( Triumf). 

 

Общее устройство и работа двигателя 

На мотоциклы устанавливают двигатели внутреннего сгорания (ДВС), в цилиндрах которых тепловая энергия сгорающего топлива превращается в механическую работу. Возвратно-поступательное движение поршня, воспринимающего давление газов, преобразуется во вращение коленчатого вала посредством кривошипно-шатунного механизма, который состоит из цилиндра, поршня с кольцами, поршневого пальца, шатуна и коленчатого вала. Крайние положения перемещающегося в цилиндре поршня называют мертвыми точками — верхней мертвой точкой (ВМТ) и нижней мертвой точкой (НМТ). Расстояние от ВМТ до НМТ называется ходом поршня, а образуемое пространство — рабочим объемом цилиндра (см3). Полный внутренний объем цилиндра состоит из рабочего объема и объема камеры сгорания. Отношение полного объема к объему камеры сгорания называется степенью сжатия; чем она выше, тем более эффективно происходит рабочий процесс двигателя. Современные двигатели имеют степень сжатия 9–10 единиц (у спортивных моделей встречаются большие значения). 

Поршневой двигатель внутреннего сгорания 

Как работает мотоцикл 

 

 

1 — головка цилиндра; 
2 — цилиндр; 
3 — поршень; 
4 — шатун; 

5 — коленчатый вал; 
6 — картер; 
7 — свеча зажигания

 

 

 У двух- и четырехтактных ДВС протекание рабочего процесса и конструкция деталей несколько различаются.

Четырехтактные двигатели

 В четырехтактных двигателях рабочий цикл происходит за четыре хода поршня (такта) и два оборота коленчатого вала: впуск — поршень опускается от ВМТ и засасывает горючую смесь через открытый впускной клапан; сжатие — поднимающийся от НМТ поршень сжимает рабочую смесь при закрытых клапанах; рабочий ход — смесь сгорает, воспламенившись от электрической искры, и образующиеся газы, расширяясь, перемещают поршень вниз (этот ход поршня называется рабочим, поскольку во время него и совершается полезная работа); выпуск — движущийся вверх поршень выталкивает отработавшие газы через открытый выпускной клапан. 

Рабочий процесс четырехтактного двигателя 

Как работает мотоцикл 

а — впуск; 
б — сжатие; 
в — расширение (рабочий ход); 
г — выпуск; 

1 — впускной клапан; 
2 — свеча зажигания; 
3 — выпускной клапан 

  

 

 

 Двухтактные двигатели

В двухтактных двигателях один рабочий цикл происходит за один оборот коленчатого вала. Другая их особенность — отсутствие клапанов (впускных и выпускных) с механическим приводом. Их роль выполняет сам поршень, открывая и закрывая специальные окна и каналы на зеркале цилиндра, ну и на некоторых двигателях устанавливается лепестковый клапан на впуске. Объем картера под поршнем также используется при газообмене. 

Рабочий процесс двухтактного двигателя 

Как работает мотоцикл 

Как работает мотоциклКак работает мотоцикл 

а — впуск в кривошипную камеру, сжатие в цилиндре; 
б — воспламенение (до ВМТ) и последующее сгорание в цилиндре; 
в — выпуск отработавших газов из цилиндра и продувка горючей смесью из картера; 
г — схема лепесткового клапана; 
д — внешний вид лепесткового клапана; 
1 — продувочный канал; 
2 — выпускной канал; 

3 — свеча зажигания; 
4 — лепестковый клапан во впускном канале; 
5 — впускной канал; 
6 — кривошипная камера; 
7 — корпус лепесткового клапана; 
8 — ограничитель; 
9 — упругая пластина                                                                                                                                     

 

 

 При движении поршня вверх от НМТ происходит впуск рабочей смеси в подпоршневом пространстве, а в надпоршневом — сначала вытеснение отработавших газов, оставшихся от предыдущего цикла, а позже, когда окна закрываются кромкой поршня — сжатие. Около ВМТ смесь в камере сгорания воспламеняется электрической искрой, образующейся между электродами свечи. Горящая топливно-воздушная смесь расширяется и толкает поршень вниз — происходит рабочий ход. Опустившись примерно на 2/3 своего хода, верхняя кромка поршня открывает окна в цилиндре. Отработавшие газы, находящиеся под избыточным дав-лением, выходят через выпускное окно в выпускную трубу. Через другие окна в цилиндр поступает свежий заряд из полости картера, где опускающийся поршень создает избыточное давление. Это перетекание смеси называется продувкой, а окна и каналы — продувочными.

Современные двухтактные ДВС имеют многоканальную (3–7 каналов) возвратно-петлевую продувку. Кроме того, на входе в цилиндр ставят обратный пластинчатый (лепестковый) клапан, которым управляет разрежение в картере. Во время впуска в картер (поршень движется от НМТ к ВМТ) под действием разрежения в подпоршневом пространстве пластинки клапана открывают проход горючей смеси от карбюратора. При обратном движении поршня (во время продувки) избыточное давление в картере закрывает пластины клапана, препятствуя обратному выбросу смеси из картера в карбюратор. Лепестковый клапан улучшает наполнение цилиндра, повышает мощность и экономичность двигателя, особенно на малых и средних частотах вращения коленчатого вала. Многие двигатели также имеют специальный механизм, изменяющий высоту выпускного окна (а значит продолжительность выпуска) в зависимости от частоты вращения коленчатого вала двигателя (так называемый «управляемый выпуск»). Несмотря на принимаемые меры по улучшению газообмена двухтактных ДВС, некоторая часть смеси уходит с отработавшими газами, что снижает их экономичность по сравнению с четырехтактными. 

Рабочий процесс как двух-, так и четырехтактных ДВС происходит в цилиндре. Поршень перемещается по внутренней поверхности (зеркалу) цилиндра или вставной гильзы. В современных двигателях вместо стальных или чугунных гильз применяют твердосплавные никель-кремниевые композиции («никасил»), напыленные непосредственно на алюминиевую основу цилиндра. В зависимости от принятого типа системы охлаждения, рубашки цилиндра имеют ребра (воздушное охлаждение) или внутренние полости для прохода охлаждающей жидкости.

Поршень воспринимает давление газов при сгорании рабочей смеси. Он состоит из верхней и нижней частей (соответственно головки и юбки) и бобышек крепления поршневого пальца. Форма днища бывает плоской или выпуклой, у четырехтактных двигателей в днище часто делают выемки под клапаны. В юбке поршня у двухтактных двигателей выполнены вырезы, через которые проходит горючая смесь, ведь у этих двигателей поршень управляет газораспределением (впуском, продувкой и выпуском). 

Поршни двухтактного (а) и четырехтактного двигателей (б) 

Как работает мотоцикл 

1 — головка поршня; 
2 — выборки под клапаны; 
3 — компрессионные кольца; 
4 — маслосъемное кольцо; 
5 — бобышки крепления поршневого пальца; 
6 — юбка поршня; 
7 — вырез под продувочное окно; 
8 — маслоуловительная полость (холодильник); 
9 — вырез под дополнительное продувочное окно

  

Головка поршня имеет утолщенные стенки, в которых размещаются 1–3 компрессионных кольца, изготовленных из специального чугуна или стали. Эти кольца уплотняют зазор между поршнем и зеркалом цилиндра, отводят теплоту в стенки цилиндра. У четырехтактных двигателей, помимо компрессионных колец, на поршне имеется маслосъемное кольцо, удаляющее излишки масла с зеркала цилиндра. 

Бобышки служат опорой для поршневого пальца, в них имеются проточки для стопорного кольца и отверстия для смазки масляным туманом. Часто в зоне бобышек, на внешней поверхности поршня, делают специальные углубления — холодильники.

 

Юбка направляет движение поршня. Из-за неодинакового теплового расширения различных частей поршня его наружной поверхности придают сложную форму: бочкообразную (конусную) по высоте и овальную — по окружности. Изготавливают поршни из высококачественных алюминиевых сплавов с большим содержанием кремния, выдерживающих высокие тепловые и механические нагрузки, и в то же время обладающие низким коэффициентом расширения. 

Поршневой палец шарнирно соединяет поршень с шатуном. Обычно применяют плавающую посадку пальца в бобышках поршня и верхней головке шатуна- его фиксация от осевых перемещений осуществляется пружинными стопорными кольцами в бобышках.

Шатун передает усилие от поршня к коленчатому валу и состоит из стержня (двутаврового или эллиптического сечения) и головок: верхней и нижней. В зависимости от типа двигателя и применяемой системы смазки, головки шатуна выполняют с подшипниками скольжения (с втулками или вкладышами) или качения (роликовые, игольчатые). Когда в нижней головке применяют подшипник скольжения (вкладыш) , саму головку выполняют разъемной. В случае применения игольчатого подшипника, головку выполняют неразьемной и нижнюю шейку вала запресовывают в щеки. 

Шатуны

 Как работает мотоцикл 

а — с разъемной нижней головкой («Днепр»); 
б — с неразъемной нижней головкой («Урал»); 
1 — крышка шатуна; 
2 — шатунный болт; 
3 — шатун; 
4 — сепаратор подшипника нижней головки шатуна и ролики; 
5 — вкладыши

 

 

Коленчатый вал воспринимает усилие от поршня (через шатун), преобразует его во вращательное движение и затем передает крутящий момент к трансмиссии. Кроме того, от коленчатого вала приводятся в действие другие системы и механизмы: газораспределительный механизм (ГРМ), масляный насос (в четырехтактных ДВС), генератор, насос системы охлаждения, уравновешивающие валы. В зависимости от числа цилиндров двигателя и конструктивной схемы коленчатый вал может иметь одно или несколько колен, каждое из которых образовано двумя щеками и шатунной шейкой. Между коленами и по краям вала располагаются коренные шейки, опирающиеся на подшипники.

Коленчатые валы изготавливают составными, или неразборными (цельными). Тип подшипников его опор (коренных шеек) зависит от применяемой системы смазки. Для повышения плавности работы двигателя (ведь только один ход поршня является рабочим, а остальные — один у двухтактного двигателя, и три у четырехтактного — требуют затраты энергии) коленчатые валы имеют выносной маховик, массивные щеки и противовесы. Кроме того, многие современные двигатели имеют специальные уравновешивающие валы, приводимые зубчатой передачей от коленчатого вала.

 

Коленчатый вал двухцилиндрового двигателя

Как работает мотоцикл 

 
б — цельный («Днепр»); 
1 — шатун с неразъемной нижней головкой и роликовым подшипником; 
2 — противовес;  

  

   

   3 D Двигатель мотоцикла

 

 

 

 

 

 

 

 

   Четырёхтактный двигатель внутреннего сгорания. Как это работает?

 

 

 

 

 

 

 

 

   Разборка двигателя Honda CBR929RR (часть 1).
  Первая часть страшного видео разборки двигателя мотоцикла Honda    CBR929RR.
   В моторе кто-то поселился и рычит, гремит, стучит.
  Придонки решили выяснить кто там живет и изгнать его.
  Для этого открутили всё навесное: крышки, генератор, привода и т.д.
  Чем ближе к «Чужому» — тем страшнее…

 

 

 

 

 

Картер двигателя выполняют неразъемным или с плоскостью разъема (продольной, поперечной). В четырехтактных двигателях картер (или его поддон) обычно является резервуаром для масла, стекающего со смазываемых деталей. Многие двигатели имеют общий картер со сцеплением и коробкой передач. В двухтактных многоцилиндровых двигателях объем картера каждого цилиндра должен быть отделен от других, это усложняет конструкцию картера при числе цилиндров от двух и более. 

Газораспределением в четырехтактных ДВС управляет распределительный (или кулачковый) вал, который вращается в два раза медленнее коленчатого. При вращении распределительный вал своими выступами (кулачками) взаимодействует с толкателями, которые непосредственно или через передаточное звено (коромысло, рокер) открывают клапаны (впускной и выпускной); их закрытие происходит под действием клапанных пружин. Периоды времени, когда открыты впускные и выпускные клапаны, называются фазами газораспределения; они согласованы с ходами поршня. 

Диаграмма фаз газораспределения четырехтактного двигателя 

Как работает мотоцикл 

1 — открытие впускного клапана; 
2 — закрытие впускного клапана; 
3 — закрытие выпускного клапана; 
4 — открытие выпускного клапана; 
угол «a » — перекрытие клапанов  

 

 

Для лучшего наполнения цилиндра горючей смесью фазу впуска начинают, когда поршень еще не дошел до ВМТ. При дальнейшем ходе поршня от ВМТ к НМТ он засасывает через открытый клапан горючую смесь; заканчивают впуск после прохождения НМТ, когда часть смеси поступает в цилиндр по инерции. Очистку цилиндра от отработавших газов начинают также в конце хода расширения, когда поршень еще не дошел до НМТ, но в цилиндре имеется избыточное давление. Затем, при ходе поршня от НМТ к ВМТ поршень выталкивает отработавшие газы. Закрывают выпускной клапан после ВМТ, чтобы дать части отработавших газов покинуть цилиндр по инерции. Таким образом, существует период времени, когда оба клапана открыты, — его называют «перекрытием клапанов». Каждая модель четырехтактного двигателя имеет свои оптимальные фазы газораспределения, которые задаются на заводе профилем кулачков распределительного вала. Некоторые новейшие мотоциклетные двигатели имеют специальные устройства, позволяющие изменять фазы газораспределения в зависимости от частоты вращения коленчатого вала.

 

На современных четырехтактных ДВС применяется несколько типов ГРМ: OHV, OHC, DOHC. 

Схемы механизмов газораспределения 

Как работает мотоцикл 

а — OHV, 
б — OHC, 
в — DOHC; 
г — привод распределительного вала цепью; 
д — привод клапана по схеме DOHC; 
е — пятиклапанная головка двигателей «Yamaha»;
1 — распределительный вал; 
2 — толкатель; 
3 — штанга; 
4 — рычаг (коромысло); 
5 — регулировочная шайба; 
6 — сухари фиксации тарелки;

7 — тарелка (подпятник); 
8 — наружная пружина; 
9 — внутренняя пружина; 
10 — опорная шайба с маслосъемным колпачком;
11 — клапан; 
12 — звездочка на коленчатом валу; 
13 — башмак натяжителя; 
14 — натяжитель; 
15 — приводная цепь; 
16 — установочная метка на звездочке распределительного вала; 
17 — успокоитель цепи

 

В схеме OHV расположенные в головке цилиндра клапаны приводятся от «нижнего» распределительного вала посредством толкателей, штанг и коромысел; конструкция не обеспечивает четкой работы механизма при высоких частотах вращения коленчатого вала. Двигатели с ГРМ типа OHC имеют «верхний» распределительный вал, воздействующий на толкатели клапанов посредством рычагов (рокеров); вал приводится во вращение цепью или зубчатым ремнем. В современных многоклапанных головках с 4–5 клапанами на цилиндр используют два распределительных вала, каждый из которых своими кулачками непосредственно воздействует на толкатели клапанов (схема DOHC). Такая конструкция имеет минимум деталей и из-за этого снижена инерционность привода клапанов, что позволяет повысить частоту вращения коленчатого вала двигателя, а значит, и его мощность; ГРМ типа DOHC находят все более широкое распространение. 

Схема работы OHV

Как работает мотоцикл 

 

 

Распределительный вал приводится от коленчатого вала зубчатой, цепной передачей или посредством зубчатого ремня. В последних двух случаях двигатели имеют натяжители и успокоители цепи (ремня).

 

Для нормальной работы клапанного механизма между стержнем клапана и его приводом должен всегда быть тепловой зазор (0,05–0,15 мм). Когда зазора нет, клапаны закрываются неплотно, вследствие чего обгорают и выходят из строя. При увеличенном зазоре они открываются не полностью (теряется мощность) и, кроме того, стучат. Многие двигатели зарубежных мотоциклов имеют ГРМ с гидрокомпенсаторами (работающими от давления в системе смазки), автоматически поддерживающими требуемые клапанные зазоры. Если такая система не предусмотрена, зазор регулируют при техническом обслуживании (ТО).

 

 

Четырехтактные двигатели конструктивно сложнее двухтактных, поскольку имеют дополнительно ГРМ и систему смазки. Тем не менее, начиная с 70-х годов ХХ века, они имеют преимущественное распространение на мотоциклах из-за более «чистого» сгорания и лучшей экономичности. В настоящее время в развитых странах мотоциклы с двухтактными двигателями имеют ограниченное применение — это старые модели, спортивные мотоциклы и мопеды; в обозримом будущем, в частности в Европе, ожидается полное прекращение производства этих двигателей из-за крайне отрицательного воздействия на окружающую среду.

Цилиндров мотоциклетных двигателей чаще всего бывает 1, 2 и 4, хотя встречаются 3-, 6- и даже 10-цилиндровые. Они имеют разнообразные компоновки: рядные (продольные и поперечные), V- и L-образные, горизонтальные оппозитные. Рабочий объем двигателей серийных мотоциклов обычно не превышает 1500 см3, мощность 150–180 л.с. 

Расположение цилиндров двигателей современных мотоциклов 

Как работает мотоцикл 

а — одноцилиндровый двухтактный; 
б — одноцилиндровый четырехтактный; 
в — двухтактный рядный с поперечным расположением коленчатого вала; 
г — четырехтактный рядный с поперечным расположением коленчатого вала; 
д — четырехтактный V-образный с продольным расположением коленчатого вала; 

е — четырехтактный V-образный с поперечным расположением коленчатого вала; 
ж — четырехтактный рядный с поперечным расположением коленчатого вала; 
з — двухтактный трехцилиндровый L-образный с поперечным расположением коленчатого вала; 
и — четырехтактный двухцилиндровый с оппозитным расположением цилиндров; 
к — четырехтактный четырехцилиндровый с оппозитным расположением цилиндров

 

 

Cистемы смазки и охлаждения двигателя 

Смазка деталей ДВС нужна для уменьшения трения между ними и отвода тепла. Она осуществляется моторными маслами, которые обладают стойкостью к воздействию высоких температур в сочетании с малой вязкостью при низких температурах (для уверенного пуска двигателя). Кроме того, моторные масла не должны при сгорании образовывать нагар, не должны быть агрессивными по отношению к резиновым уплотнениям и деталям из пластмасс. Для смазки применяются минеральные масла(получаемые из нефти путем перегонки), полусинтетические и синтетические. Полусинтетические масла представляют смесь высококачественных нефтяных и синтетических базовых компонентов. У синтетических масел нефтяная основа отсутствует, за счет эффективных антифрикционных присадок повышается (по сравнению с минеральными маслами) срок службы двигателя, облегчается его пуск при низких температурах. Несмотря на более высокую цену, полусинтетические и синтетические масла находят все более широкое применение. Производятся специальные моторные масла, причем они различаются для двигателей, отличающихся по тактности (двух- и четырехтактных) и по степени форсировки. Для российских мотоциклов с четырехтактными двигателями применяют автомобильные масла различной вязкости, с двухтактными — МГД-14, или зарубежные аналоги. 

В четырехтактных двигателях применяются три способа подачи масла к трущимся поверхностям: под давлением, разбрызгиванием и самотеком. Большинство пар трения смазывается под давлением, создаваемым масляным насосом. Другие пары трения смазываются масляным туманом, который образуется при разбрызгивании капель масла движущимися деталями кривошипно-шатунного механизма. И, наконец, третья группа деталей смазывается маслом, стекающим по особым каналам и желобам. Картер (поддон картера) обычно является масляным резервуаром (так называемый «мокрый» картер — рис. а). 

Системы смазки четырехтактного двигателя 

Как работает мотоцикл 

а — с «мокрым» картером («Урал»); 
б — с «сухим» картером; 
1 — поддон картера; 
2 — маслоприемник; 
3 — масляный насос; 

4 — щуп-указатель уровня масла; 
5 — шестерня привода масляного насоса (от распределительного вала); 
6 — масляный бак; 
7 — двухсекционный масляный насос; 
8 — масляный фильтр 

 

 

Некоторые зарубежные мотоциклы имеют систему с «сухим» картером (рис. б), из которого масло сначала откачивается одной из секций насоса в отдельный масляный бак, а другой секцией под давлением подается к поверхностям трения. Бак может располагаться в разных местах: возле двигателя, у заднего колеса или в передней части рамы.

Уровень масла во всех системах смазки контролируют при помощи щупа (с метками минимального и максимального уровня) или через специальное контрольное отверстие. Работа двигателя с пониженным уровнем масла недопустима.

Система смазки содержит масляный насос, масляный фильтр, клапаны (обратный и предохранительный) и магистрали в виде каналов (трубок, сверлений в деталях).

Масляные насосы четырехтактных ДВС бывают плунжерного и шестеренного типов. 

Типы масляных насосов  

Как работает мотоцикл 

а — плунжерный; 
б — шестеренный с наружным зацеплением шестерен; 
в — с внутренним зацеплением шестерен

 

 

Шестеренный насос, получивший наибольшее распространение, состоит из корпуса, в котором расположены одна или две пары шестерен с наружным или внутренним зацеплением; шестерни приводятся во вращение от коленчатого или распределительного вала двигателя. Масло поступает во входную полость корпуса, захватывается зубьями шестерен и нагнетается к выпускной полости. Из фильтров наиболее распространены сменные бумажные. 

Как работает мотоцикл 

В двухтактных двигателях смазка трущихся пар осуществляется маслом, находящимся в виде мелких капель в парах топлива. Масло смешивают с бензином либо предварительно в баке (в пропорции 1:25–1:50), либо непосредственно во впускном патрубке, куда оно в необходимом количестве подается специальным насосом-дозатором. Последнюю систему подачи масла называют«системой раздельной смазки», она имеет преимущественное распространение на зарубежных двухтактных двигателях. В таких системах подача масла на малых нагрузках доводится до соотношения 1:200, что снижает дымность выхлопа, уменьшает общий расход масла и образование нагара в камере сгорания. 

Двухтактный двигатель с системой раздельной смазки 

Как работает мотоцикл 

1 — масляный бак; 
2 — карбюратор; 
3 — разделитель троса «газа»; 
4 — ручка «газа»; 
5 — трос управления подачей масла; 
6 — плунжерный насос-дозатор; 
7 — шланг, подводящий масло во впускной патрубок

 

В системах с раздельной смазкой применяют насосы плунжерного типа, приводимые в действие от коленчатого вала или моторной передачи. Масло хранится в специальном баке и поступает к насосу самотеком. Конструкция предусматривает сигнализатор низкого уровня масла в баке. Количество подаваемого во впускной патрубок масла зависит от частоты вращения коленчатого вала двигателя; в некоторых конструкциях имеется еще одна регулировка его производительности — от положения ручки «газа», для чего насос соединен с ней отдельным тросом. 

 

Система охлаждения 

При сгорании топлива в цилиндре ДВС выделяется тепло, часть которого (около 35 %) идет на полезную работу, остальное рассеивается в окружающую среду. Если рассеивание тепла недостаточно эффективно, детали цилиндро-поршневой группы перегреваются, и из-за их чрезмерного расширения, а также нарушения условий смазки, может произойти заклинивание и повреждение деталей. Чтобы не допустить перегрева, все мотоциклетные двигатели вне зависимости от тактности имеют систему охлаждения — воздушную или жидкостную. 

Системы охлаждения мотоциклетных ДВС 

Как работает мотоцикл 

 

а — встречным потоком воздуха; 
б — принудительная воздушная; 
в — жидкостная; 
г — воздушно-масляная (двигателя с «сухим» картером); 
1 — вентилятор с механическим приводом; 
2 — жидкостный радиатор; 
3 — вентилятор; 

4 — электродвигатель; 
5 — расширительный бачок; 
6 — термостат; 
7 — жидкостный насос; 
8 — масляный насос; 
9 — масляный бак; 
10 — масляный радиатор

 

 

webmyoffice.ru


Categories: Мото

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте как обрабатываются ваши данные комментариев.

Adblock
detector