Ф. М. Жигарев

С. И. Карзинкин

МОТОЦИКЛЫ

ПРЕДИСЛОВИЕ

Мотоцикл находит все большее и большее распространение среди городского и сельского населения как средство быстрого и удобного передвижения. Широко применяется мотоцикл и в армии. Мотоциклетный спорт завоевал большую популярность среди советской молодежи и стал массовым видом спорта, особенно за последние годы.

Широкое распространение мотоцикла свидетельствует о том, что он стал доступен широким слоям населения. Это является ярким свидетельством неуклонного повышения материального и культурного благосостояния советского народа.

Залогом дальнейшего подъема благосостояния советского народа является всемерное развитие социалистической промышленности и прежде всего тяжелой индустрии. Эта политика Коммунистической партии исходит из ленинского указания о том, что развитие промышленности, в первую очередь тяжелой, и электрификация страны являются основой мощного подъема всего народного хозяйства страны. Об этом свидетельствуют и решения пленума Центрального Комитета Коммунистической партии, состоявшегося в январе 1955 г. Такая политика отвечает коренным интересам трудящихся, поэтому советский народ горячо ее поддерживает и неуклонно претворяет в жизнь.

За годы пятилеток в нашей стране создан ряд заводов по производству мотоциклов. На них налажено массовое производство мотоциклов, причем самых различных марок и типов. Задача дальнейшего увеличения производства всех средств транспорта, в том числе и мотоциклов, несомненно, будет успешно решена на базе растущей высокоразвитой тяжелой индустрии и ее сердцевины — машиностроения.

На первый взгляд, мотоцикл кажется простой машиной. На самом деле это не совсем так. Мотоцикл состоит из двигателя с системами питания, смазки и охлаждения, электрооборудования и зажигания, силовой передачи, органов управления и других механизмов и агрегатов.

Для успешного использования мотоцикла нужно хорошо знать устройство и работу его механизмов и агрегатов, понимать процессы, происходящие в двигателе, т. е. для правильной эксплуатации мотоцикла необходимы определенные технические знания.

Настоящая книга преследует цель помочь многочисленным читателям, интересующимся мотоциклетным делом, получить необходимые знания и в совершенстве овладеть мотоциклом.

В книге дано описание главным образом общего устройства мотоцикла и работы его агрегатов и механизмов. Устройство и работа наиболее сложных агрегатов и механизмов рассматриваются для лучшего усвоения материала применительно к мотоциклам конкретных марок ИЖ-49, ИЖ-350, M1А и М-72.

Глава I

ИЗ ИСТОРИИ РАЗВИТИЯ ПРОИЗВОДСТВА МОТОЦИКЛОВ В НАШЕЙ СТРАНЕ

Производство мотоциклов в нашей стране в дореволюционный период из-за косности чиновничьего аппарата и общей технической отсталости страны не было организовано. В первые годы Советской власти не было возможности организовать собственное производство мотоциклов вследствие большой послевоенной разрухи и экономической отсталости страны.

Перед молодым Советским государством стояла задача восстановить народное хозяйство, разрушенное двумя войнами. Однако уже в то время Коммунистическая партия и Советское правительство придавали большое значение организации производства мотоциклов в нашей стране. К концу восстановительного периода было организовано отечественное производство мотоциклов. Массовое же производство мотоциклов стало возможным лишь после того, как наша страна была превращена из отсталой, аграрной в мощную, передовую, индустриальную державу. Поэтому массовое серийное производство мотоциклов различных типов и марок началось после осуществления социалистической индустриализации нашей страны.

Первый мотоцикл, получивший название «Союз», был выпущен в Советском Союзе в 1924 г. на заводе «Авиахим» № 1. Он был спроектирован группой конструкторов этого завода во главе с инженером П. Н. Львовым.

Мотоцикл «Союз» имел одноцилиндровый, четырехтактный двигатель, с рабочим объемом цилиндра 530 см^3 и противоположным расположением клапанов. Смазка двигателя полуавтоматическая, зажигание от магнето. Коробка передач с постоянным зацеплением шестерен была установлена отдельно от двигателя, сцепление сухое многодисковое. Передача цепная. Рама мотоцикла трубчатая, двойная, закрытая, с подрессоренным задним колесом, размер шин 26X2 1/2''.

Главным недостатком мотоцикла «Союз» была небольшая мощность двигателя.

Советские мотоциклы других марок были созданы на Ижсталь-заводе в 1927–1929 гг. группой конструкторов во главе с инженером П. В. Можаровым. На этом заводе было выпущено несколько образцов мотоциклов ИЖ-1, ИЖ-2, ИЖ-3, ИЖ-4 и др. Мотоциклы марки ИЖ выпускаются и до настоящего времени.

Мотоциклы ИЖ-1 и ИЖ-2 относились к тяжелому типу. Они имели двухцилиндровые, V-образные двигатели, с рабочим объемом цилиндров 1200 см^3. Расположение клапанов цилиндров двигателя нижнее, смазка циркуляционная, запас масла размещался в приливе картера. Зажигание и освещение осуществлялись от магнето-динамо (магдино). Двигатель устанавливался так, что ось его коленчатого вала располагалась под небольшим углом к оси рамы. Такое расположение двигателя позволило при карданной главной передаче выполнить коробку передач с прямой высшей передачей, по типу автомобильной коробки передач. В этих мотоциклах двигатель и коробка передач представляли собой общий блок.

Рама мотоциклов ИЖ-1 и ИЖ-2 штампованная; фермы вилки также штампованные. Колеса легкосъемные взаимозаменяемые. Размер шин 700X120 мм.

Обычное мотоциклетное седло заменено сиденьем тракторного типа, снабженным — надувной резиновой подушкой. Сиденье закреплялось шарнирно только в передней части. Амортизация сиденья достигалась с помощью двух пластинчатых рессор. Крепление руля к головке вилки эластичное. Эластичность обеспечивалась пружинными амортизаторами, хорошо поглощающими толчки.

Мотоцикл ИЖ-2 был снабжен вентилятором для охлаждения двигателя при работе на месте; двигатель имел устройство отбора мощности с целью приведения в действие каких-либо механизмов, используемых в сельском хозяйстве, противопожарного оборудования и т. п.

Мотоцикл ИЖ-3 имел шестеренчато-цепную передачу, двухцилиндровый, V-образный двигатель с верхним расположением клапанов и рабочим объемом цилиндров 750 см^3. Двигатель был расположен в блоке с коробкой передач. Рама штампованная, по типу близкая к раме мотоциклов ИЖ-1 и ИЖ-2, но более облегченная. Передняя вилка штампованная. Задняя цепь помещалась в герметически закрытом кожухе в масляной ванне.

Мотоциклы ИЖ-1, ИЖ-2 и ИЖ-3 предназначались для эксплуатации с коляской.

Мотоцикл ИЖ-4 легкого типа имел двухтактный, одноцилиндровый двигатель, с рабочим объемом цилиндров 200 см^3. Коробка передач была расположена в блоке с двигателем, привод заднего колеса осуществлялся с помощью карданного вала. Рама штампованная. Передняя вилка параллелограммная, штампованная.

Большой интерес представляет выпускная система мотоциклов ИЖ-1, ИЖ-2 и ИЖ-4. Нижние балки рамы этих мотоциклов использовались в качестве выпускных труб, а нижние перья задней вилки путем придания им соответствующей конфигурации были обращены в глушители.

Рассматривая конструкции первых мотоциклов Ижевского завода, нельзя не отметить, что конструктивное решение отдельных узлов этих машин (схема установки двигателя мотоциклов ИЖ-1 и ИЖ-2, выпускная система, подвеска, конфигурация седел) не потеряло интереса и до настоящего времени.

Первые образцы советских мотоциклов серийного производства были выпущены в Ленинграде. Опытные экземпляры этих мотоциклов, получивших название Л-300 (что означает «Ленинградский», с рабочим объемом цилиндров 300 см^3), были выпущены в 1930 г. После испытания первой серии мотоциклов было начато их серийное производство.

Мотоцикл Л-300 легкого типа, с двухтактным, одноцилиндровым двигателем, с рабочим объемом цилиндра 292 см^3. Трехступенчатая коробка передач с ручным переключением была расположена отдельно от двигателя, зажигание и освещение осуществлялись от магдино. Рама мотоцикла собиралась на болтах из штампованных балок специального сечения. Размер шин 26 X 3,5'', мощность двигателя 6,5 л. с., максимальная скорость около 80 км/час, расход горючего 4,5 л на 100 км.

В 1930–1935 гг. в Харькове было организовано производство мотоциклов с четырехтактным, одноцилиндровым двигателем, с рабочим объемом цилиндра 350 см^3. Трехступенчатая коробка передач была расположена отдельно от двигателя, передача цепная, рама штампованная, передняя вилка с коваными перьями. Максимальная скорость около 70–75 км/час, расход горючего около 5 л на 100 км.

В 1933 г. на Ижевском мотоциклетном заводе было начато производство мотоциклов марки ИЖ-7. В основу этого мотоцикла была положена конструкция мотоцикла Л-300.

Мотоцикл ИЖ-7 начиная с 1934 г., непрерывно совершенствуется. В 1937 г. вместо мотоцикла ИЖ-7 завод начал выпускать мотоцикл ИЖ-8. Размеры двигателя те же, что и у мотоцикла ИЖ-7, но мощность 8 л. с. вместо 6,5. В 1939 г. был выпущен мотоцикл ИЖ-9 с двигателем 9,5 л. с. Рабочий объем цилиндра такой же, как и у цилиндра мотоцикла ИЖ-8. Позже Ижевский мотоциклетный завод подготовил производство четырехтактных мотоциклов ИЖ-12. Мощность двигателя 13,5 л. с., рабочий объем цилиндра 350 см^3. Однако к массовому выпуску этих мотоциклов не приступили из-за начавшейся Великой Отечественной войны.

В 1935 г. производство мотоциклов организуется также на механическом заводе в г. Подольске и на Таганрогском инструментальном заводе имени И. В. Сталина. На Подольском механическом заводе был принят разработанный Научным автомобильнотракторным институтом (HATH) мотоцикл А-750, получивший название ПМЗ А-750.

Мотоцикл ПМЗ А-750 относился к типу тяжелых; он имел четырехтактный, двухцилиндровый, V-образный двигатель. Рабочий объем цилиндра 750 см^3, расположение клапанов нижнее. Мощность двигателя 15 л. с. Смазка двигателя циркуляционная, резервуаром для масла служил прилив картера. Масляная система не имела внешних трубопроводов. Коробка передач трехступенчатая, была выполнена в разъемном блоке с двигателем. Передняя передача шестеренчатая, задняя — цепная. Рама двойная, цельноштампованная. Колеса легкосъемные взаимозаменяемые. Максимальная скорость 95 км/час, расход горючего 5–5,5 л на 100 км.

В 1937 г. Подольскому механическому заводу было поручено изготовление другого типа мотоцикла, получившего название «Стрела». Этот мотоцикл относился к классу мотовелосипедов, так как, кроме бензинового двигателя, он имел вспомогательный педальный привод. Двигатель мотовелосипеда «Стрела» двухтактный, одноцилиндровый, с рабочим объемом цилиндра 98 см^3. Двигатель был выполнен в блоке с двухступенчатой коробкой передач. Рама и седло велосипедного типа.

Мотоцикл Таганрогского завода получил название ТИЗ АМ-600. Он принадлежал к типу тяжелых. Этот мотоцикл имел четырехтактный одноцилиндровый двигатель с нижним расположением клапанов. Рабочий объем цилиндра 593 см^3. Мощность 16,5 л. с. Двигатель имел так называемую «полуциркуляционную» систему смазки, цилиндр располагался под некоторым наклоном вперед. Система смазки этого мотоцикла интересна тем, что откачка масла из картера осуществлялась маховиками, отбрасывающими масло через специальное окно в особый масляный карман картера, который служил резервуаром для масла. Подача масла при такой системе смазки производилась как обычно нагнетающим механическим насосом.

Зажигание осуществлялось от магнето, а в мотоциклах позднего выпуска — от магдино. Коробка передач четырехступенчатая, была выполнена отдельно от двигателя. Передача цепная. Рама мотоцикла трубчатая, замкнутая. Передняя вилка трубчатая параллелограммная, колеса взаимозаменяемые легкосъемные. Размер шин 4.00–19''. Максимальная скорость 90 км/час. Расход топлива 5,6–6 л на 100 км. Мотоциклы ТИЗ АМ-600 выпускались до 1941 г.

В 1939 г. на Ленинградском заводе «Красный Октябрь» был начат выпуск мотоцикла Л-8. На нем устанавливался четырехтактный двигатель. Рабочий объем цилиндра 350 см^3, расположение клапанов верхнее, мощность 13,5 л. с. Максимальная скорость 105 км/час. Мотоцикл отличался экономичностью; расход горючего не превышал 2,25—2,5 л на 100 км.

С 1941 г. было начато производство мотоцикла тяжелого типа марки М-72. С началом выпуска этого мотоцикла наше отечественное мотоциклостроение вступило в новую фазу развития крупносерийного производства.

После победы советского народа в Великой Отечественной войне все усилия народа были направлены на восстановление разрушенного войной народного хозяйства и его дальнейшее развитие. Быстрое восстановление промышленности, прежде всего тяжелой индустрии, позволило в короткие сроки наладить производство и мотоциклов, начать массовый их выпуск, причем различных типов и марок.

На Московском мотоциклетном заводе было начато производство мотоциклов M1А «Москва» с двухтактным двигателем. Рабочий объем цилиндра 125 см^3, мощность двигателя 4,5 л. с. Этот же самый мотоцикл, но под маркой К-125, начал выпускать Ковровский завод имени Дегтярева. Ижевский завод начал выпуск мотоцикла среднего типа марки ИЖ-350 с двухтактным двигателем. Рабочий объем цилиндра 350 см^3, мощность двигателя 11,5 л. с.

Ирбитский мотоциклетный завод к концу первой послевоенной пятилетки становится крупнейшим заводом. Мотоциклы М-72, выпускаемые на этом заводе, являются наиболее распространенными.

Значительно изменились основные параметры наших мотоциклов послевоенного выпуска. Так, литровая мощность мотоциклетных двигателей возросла к 1950 г. по сравнению с 1924–1930 гг. на 71 %. Расход горючего на 100 км пути составлял: мотоцикла ИЖ-4 (объем 200 см^3) 5 л, мотоцикла ИЖ-7 (объем 300 см^3) выпуска 1938 г. 4,5 л, мотоцикла ИЖ-8 (объем 300 см^3) выпуска 1940 г. 4,2 л, мотоцикла ИЖ-350 выпуска 1947 г. 3,5 л. Таким образом, за 18 лет расход горючего равноценных моделей мотоциклов ИЖ был снижен на 30 %.

Значительное улучшение технических параметров мотоцикла позволило, не ухудшая его ходовых качеств, уменьшить рабочий объем цилиндров двигателя, а тем самым повысить экономичность и снизить вес мотоцикла.

Глава II

УСТРОЙСТВО МОТОЦИКЛА

1. Общее устройство мотоцикла

Мотоцикл является средством быстрого передвижения по шоссе, улучшенным и грунтовым дорогам. Он имеет одно седло для посадки водителя и очень часто дополнительно седло для пассажира. Такой мотоцикл называют мотоциклом-одиночкой.

При достаточной мощности установленного на мотоцикле двигателя к мотоциклу может быть прикреплена прицепная коляска, в которой могут размещаться также 1–2 пассажира или небольшой груз. Такой мотоцикл называется мотоциклом с коляской.

Современный мотоцикл состоит из следующих основных механизмов и агрегатов:

— силовой установки — двигателя с обслуживающими его приборами и механизмами;

— силовой передачи, состоящей из механизмов, передающих вращение коленчатого вала двигателя ведущему колесу мотоцикла (в редких случаях — двум колесам);

— ходовой части, состоящей из рамы, колес, подвески;

— органов управления мотоциклом:

— оборудования мотоцикла, т. е. седла (одного или двух), грязевых щитков, подставок, багажника и т. п.

У мотоциклов с коляской, кроме того, имеется коляска с рамой, кузовом и опорным колесом.

В современных мотоциклах двигатель, как правило, располагается в средней части. Это в свою очередь определяет расположение и остальных механизмов и агрегатов мотоцикла.

Все перечисленные выше механизмы и агрегаты мотоцикла должны быть размещены в определенных габаритных размерах, которые установились в результате многолетней практики производства и эксплуатации мотоциклов. На рис. 1 обозначены основные размеры мотоцикла.

Рис. 1. Основные размеры мотоцикла: А — колесная база; Б — общая длина мотоцикла; В — ширина мотоцикла; Г — высота мотоцикла; Д — высота седла от грунта; Е — высота подножек от грунта; Ж — дорожный просвет; α° — угол наклона оси передней вилки; γ° — угол допускаемого крена (наклона) мотоцикла; З — вылет передней вилки.

Эти размеры лежат в следующих пределах: колесная база (или просто база), т. е. расстояние между осями колес А — 1250–1500 мм; общая длина Б — 1930–2500 мм; ширина В — 650–850 мм; высота мотоцикла Г — 900-1000 мм; высота седла от грунта Д — 650–750 мм; высота подножек от грунта Е — около 200 мм; дорожный просвет, т. е. расстояние от грунта до низшей точки мотоцикла в промежутке между колесами, Ж — 100–170 вылет передней вилки, т. е. расстояние от точки пересечения оси поворота стержня передней вилки до точки соприкосновения переднего колеса мотоцикла с грунтом, З — 60–70 мм; угол наклона оси передней вилки α — 60–70°; угол допускаемого крена (наклона) мотоцикла γ не менее 35°.

У мотоциклов с прицепной коляской ширина и общая длина определяются с учетом габаритов коляски и, кроме того, определяется ширина колеи, т. е. расстояние от середины следа колес мотоцикла до середины следа колеса коляски.

Колесная база мотоцикла определяет собой его общую длину. С увеличением базы увеличивается и радиус поворота мотоцикла при одном и том же отклонении переднего колеса от среднего положения, т. е. мотоцикл становится менее поворотливым. При расположении колес в одной плоскости база равна расстоянию между точками касания колес с грунтом.

Расстояние от седла до грунта имеет существенное значение и выбирается с таким расчетом, чтобы водитель мог свободно поставить ногу на землю.

Величина расстояния от подножек до грунта влияет на проходимость мотоцикла.

Дорожный просвет и колесная база характеризуют проходимость мотоцикла. У мотоциклов, предназначенных для движения по проселочным дорогам, величина дорожного просвета достигает 170 мм.

Величина угла наклона характеризует допустимый крен мотоцикла на поворотах. При малой величине угла наклона выступающие части мотоцикла будут задевать за поверхность грунта и неровности.

Большое значение имеет вес мотоцикла. Любой мотоцикл, особенно мотоцикл без коляски, должен быть легким. В то же время вес не должен быть снижен за счет уменьшения прочности. Современные мотоциклы даже самых легких типов развивают скорость движения до 70 км/час, а мотоциклы более тяжелых типов 130–145 км/час и более. При таких высоких скоростях нагрузка на детали мотоцикла достигает большой величины. Поэтому детали должны иметь необходимый запас прочности.

Вес современных дорожных мотоциклов лежит в пределах 70—250 кг, вес прицепной одноместной коляски — в пределах 60—130 кг.

2. Классификация мотоциклов

В зависимости от назначения мотоциклы можно разделить на дорожные, спортивные и специальные.

Дорожные мотоциклы предназначены для эксплуатации с переменными режимами работы, преимущественно со средними нагрузками. Они рассчитаны на продолжительный срок службы при сравнительно небольшом уходе.

Спортивные, мотоциклы по сравнению с дорожными рассчитаны на более напряженную работу и более квалифицированное обслуживание. В то же время эти мотоциклы должны быть пригодны и для нормальной повседневной эксплуатации.

К специальным мотоциклам относятся гоночные мотоциклы, мотоциклы высокой проходимости, пожарные и др. Обычно эти мотоциклы разрабатываются на базе серийных.

Мотоциклы, кроме того, классифицируются в зависимости от рабочего объема цилиндров двигателя. По этому признаку мотоциклы можно разделить на следующие четыре типа:

1. Сверхлегкий:

рабочий объем цилиндра двигателя — 75-125 см^3;

число цилиндров — 1;

рабочий процесс двигателя — двухтактный (реже четырехтактный);

вес мотоцикла — 60–85 кг;

наибольшая скорость — до 80 км/час;

расход горючего — 2,5–3,0 л на 100 км.

Мотоциклы этого типа могут быть использованы как одиночки на проселочных дорогах, а с пассажиром — на усовершенствованных дорогах.

2. Легкий:

рабочий объем цилиндра двигателя — 125–250 см^3;

число цилиндров — 1 (реже 2);

рабочий процесс двигателя — двухтактный или четырехтактный;

вес мотоцикла— 100–130 кг;

наибольшая скорость — 90-100 км/час;

расход горючего — 2,3–3,5 л на 100 км.

Мотоциклы этого типа могут быть использованы как одиночки на плохих проселочных дорогах, а с пассажиром — на хороших проселочных и на усовершенствованных дорогах. На усовершенствованных дорогах они могут быть использованы с легкой коляской.

3. Средний:

рабочий объем цилиндра двигателя — 250–500 см^3;

число цилиндров — 2 или 1;

рабочий процесс двигателя — четырехтактный (реже двухтактный);

вес мотоцикла — 140–170 кг;

наибольшая скорость— 100–115 км/час;

расход горючего — 3,0–4,0 л на 100 км.

Мотоциклы этого типа могут быть использованы как одиночки и с пассажиром на всех дорогах и в условиях бездорожья, с легкой коляской — на хороших проселочных и усовершенствованных дорогах.

4. Тяжелый:

рабочий объем цилиндра двигателя — 500-1200 см^3;

рабочий процесс двигателя — четырехтактный;

вес мотоцикла — 150–250 кг;

наибольшая скорость — 125–145 км/час (без коляски);

расход горючего — 4–6 л на 100 км (без коляски).

Мотоциклы этого типа могут быть использованы с коляской на всех дорогах и в условиях бездорожья. Как одиночки мотоциклы данного типа используются также на всех дорогах, за исключением особо тяжелых, на которых эксплуатация таких мотоциклов затруднительна вследствие их большого веса.

Вес мотоцикла по мере увеличения рабочего объема цилиндра двигателя значительно возрастает и для мотоцикла тяжелого типа может достигнуть такого значения, при котором пользование мотоциклом в тяжелых дорожных условиях станет затруднительным.

При пользовании прицепной коляской наибольшая скорость движения мотоцикла снижается на 30–40 %, а расход горючего возрастает при прочих равных условиях на 25–50 %. В наибольшей степени расход горючего взрастает у легких мотоциклов с колясками и в меньшей степени у тяжелых.

Глава III

ОСНОВЫ УСТРОЙСТВА МОТОЦИКЛЕТНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ

1. Общее устройство мотоциклетных двигателей

Мотоциклетный двигатель служит для преобразования тепловой энергии, выделяющейся при сгорании горючего в рабочем цилиндре, в механическую, которая через силовую передачу подводится к ведущему колесу и используется для движения мотоцикла.

Мотоциклетный двигатель состоит из кривошипно-шатунного механизма, механизма газораспределения, системы питания, системы зажигания и системы смазки. Приборы системы питания обеспечивают приготовление и подачу в цилиндр смеси паров горючего и воздуха, т. е. приготовление и подачу горючей смеси. Горючей смесью называется такая смесь паров горючего с воздухом, состав которой обеспечивает распространение пламени во всем занятом ею пространстве. Приборы системы зажигания служат для воспламенения рабочей смеси. Рабочей смесью называется смесь паров горючего и воздуха с остаточными газами в цилиндре двигателя.

Для создания масляного слоя между трущимися деталями двигателя с целью уменьшения трения между ними и отвода тепла от них служит система смазки двигателя. Охлаждение двигателя обычно осуществляется воздухом, обдувающим двигатель во время движения мотоцикла.

Кривошипно-шатунный механизм (рис. 2) служит для преобразования прямолинейного движения поршня во вращательное движение коленчатого вала.

Он состоит из картера 1, цилиндра 2, поршня 3, шатуна 4 и коленчатого вала, составными частями которого являются маховики 5.

Рис. 2. Схема кривошипно-шатунного механизма: 1 — картер; 2 — цилиндр; 3 — поршень; 4 — шатун; 5 — маховик; 6 — шатунный палец; 7 — коренной палец.

Картер двигателя служит опорой для коленчатого вала и цилиндра двигателя и сборником для масла, смазывающего детали двигателя. Кроме того, картер защищает кривошипно-шатунный механизм от загрязнения. Картер двигателя устанавливается непосредственно на раме мотоцикла.

Цилиндр крепится к картеру двигателя с помощью шпилек или болтов. Цилиндр имеет направляющий поясок и фланец для соединения с картером двигателя. Сверху цилиндр закрыт головкой, в которой имеется камера сжатия[1]. В головку цилиндра ввернута запальная свеча. Внешняя поверхность цилиндра и головки цилиндра двигателя воздушного охлаждения выполнена ребристой для увеличения поверхности охлаждения цилиндра. Отвод тепла от ребер осуществляется потоком воздуха, обдувающего цилиндр при движении мотоцикла. Цилиндры и головки цилиндров двигателей водяного охлаждения окружены рубашкой охлаждения.

Поршень представляет собой стакан, который своим днищем направлен в сторону камеры сжатия. Стенками поршень скользит по внутренней поверхности цилиндра. Верхняя часть поршня, на которой расположены кольцевые канавки с поршневыми кольцами, называется головкой поршня. Поршневые кольца служат для уплотнения зазора между поршнем и внутренней поверхностью цилиндра и для снятия со стенок цилиндра излишнего масла. Нижняя часть поршня называется юбкой. На внутренних стенках поршня расположены бобышки, в отверстия которых вставлен поршневой палец, связывающий поршень с шатуном.

Шатун соединяет поршень с коленчатым валом двигателя. Он состоит из головки, стержня и большой головки.

Коленчатый вал преобразует возвратно-поступательное движение поршня во вращательное. Он состоит из шатунного пальца, на который опирается через подшипник кривошипная головка шатуна, щек, образованных в данном случае маховиками, и коренных пальцев, закрепленных в центре маховиков. Коренными пальцами коленчатый вал опирается на коренные подшипники, расположенные в стенках картера. Маховики, благодаря накопленной в них энергии, обеспечивают поддержание равномерности хода двигателя и трогание мотоцикла с места. Связанный с поршнем через шатун коленчатый вал двигателя, вращаясь, перемещает поршень в цилиндре, причем поршень то отходит от оси коренных шеек коленчатого вала на максимальное расстояние, то приближается к ней. Крайние положения поршня в цилиндре называются мертвыми точками. При наибольшем удалении от оси коренных шеек коленчатого вала поршень находится в верхней мертвой точке (ВМТ). При наименьшем удалении поршня от оси коренных шеек поршень находится в нижней мертвой точке (НМТ). Объем, освобождаемый поршнем в цилиндре при перемещении от верхней мертвой точки до нижней, называется рабочим объемом цилиндра. Он равен произведению площади поперечного сечения цилиндра на ход поршня, который в свою очередь равен расстоянию, проходимому поршнем при перемещении от одной мертвой точки до другой.

Сумма объема камеры сжатия и рабочего объема цилиндра носит название полного объема цилиндра. Отношение полного объема цилиндра к объему камеры сжатия называется номинальной степенью сжатия. Степень сжатия показывает, во сколько раз уменьшается объем рабочей смеси, сжимаемой поршнем в цилиндре при его перемещении от нижней мертвой точки до верхней.

Газораспределение четырехтактного мотоциклетного двигателя (рис. 3, а) служит для впуска в цилиндры двигателя горючей смеси и выпуска оттуда продуктов сгорания.

Рис. 3. Газораспределение мотоциклетных двигателей: а — газораспределение четырехтактного двигателя: 1 — впускной клапан; 2 — выпускной клапан; 3 — толкатель; 4 — выпускной кулачок; 5 — впускной кулачок; б — газораспределение двухтактного двигателя: 1 — продувочный канал; 2 — выпускное окно; 3 — впускное окно.

Газораспределение состоит из впускного и выпускного кулачков, толкателей, впускного и выпускного клапанов. Валики кулачков, связанные шестернями с коленчатым валом, вращаются вдвое медленнее его. При этом впускной и выпускной кулачки нажимают на толкатели и открывают впускные и выпускные клапаны двигателя. Период, в течение которого клапан открыт, носит название фазы (угла действия) клапана. Фазы клапанов определяются обычно в градусах поворота коленчатого вала. Максимальная высота (в миллиметрах), на которую поднимается клапан, называется подъемом клапана.

У двухтактных двигателей (рис. 3, б) газораспределение представляет собой систему каналов и окон. Впуск горючей смеси в цилиндр из картера происходит через продувочный канал 1. Выпуск отработавших газов — через выпускное окно 2 и впуск горючей смеси в картер из карбюратора — через впускное окно 3. Во время работы окна двухтактного двигателя открываются и закрываются стенками поршня при его перемещении в цилиндре двигателя.

2. Классификация мотоциклетных двигателей

Мотоциклетные двигатели могут быть подразделены по рабочему объему (литражу) цилиндров, по типу охлаждения двигателя, по числу тактов и по числу и расположению цилиндров.

По рабочему объему мотоциклетные двигатели разделяются на четыре основные группы:

1) С объемом 75—125 см^3. Эти двигатели, предназначенные для сверхлегких мотоциклов и мотовелосипедов, одноцилиндровые и в основном работают по двухтактному процессу.

2) С объемом цилиндра 125–250 см^3. Эти двигатели, предназначенные для легких мотоциклов, одноцилиндровые, двухтактные и четырехтактные.

3) С объемом 250–500 см^3. Эти двигатели, предназначенные для средних мотоциклов, одноцилиндровые или двухцилиндровые.

4) С объемом выше 500 см^3. Эти двигатели, предназначенные для тяжелых мотоциклов, двухцилиндровые, изредка четырехцилиндровые.

По типу охлаждения двигатели делятся на две группы: воздушного охлаждения и жидкостного охлаждения.

Двигатели воздушного охлаждения являются наиболее распространенными на мотоциклах, так как для воздушного охлаждения цилиндров достаточно сделать их ребристыми. Удачное расположение ребер на цилиндре двигателя и самих цилиндров, а также интенсивный обдув их при движении обеспечивают хороший отвод тепла от цилиндров.

Двигатели водяного охлаждения на мотоциклах применяются редко, так как наличие радиатора, водяных трубопроводов и рубашки охлаждения на цилиндрах двигателя усложняет устройство двигателя и утяжеляет мотоциклы.

По числу тактов двигатели подразделяются также на две группы: четырехтактные и двухтактные.

В четырехтактных двигателях рабочий цикл[2] завершается за четыре такта — четыре хода поршня — за два оборота коленчатою вала двигателя. Четырехтактные двигатели имеют рабочий объем цилиндров от 150 до 1200 см^3, причем рабочий объем одного цилиндра не превышает 600 см^3.

Преимущество этих двигателей заключается в их экономичности. Высокая экономичность четырехтактных двигателей определяется наличием клапанного распределения, обеспечивающего наилучшее наполнение цилиндров горючей смесью. Но сложность механизма газораспределения является недостатком четырехтактного двигателя, так как это затрудняет и производство, и уход за ним. В четырехтактном двигателе газы при сгорании горючего действуют на поршень только на протяжении одного хода поршня от верхней до нижней мертвой точки. Следующие три хода поршня используются для заполнения цилиндра горючей смесью, сжатия ее и выталкивания из цилиндров отработавших газов. Таким образом, из четырех ходов поршня только один ход является рабочим, а остальные три хода — вспомогательными.

В двухтактных двигателях рабочий цикл завершается за два такта — два хода поршня — за один оборот коленчатого вала. Двухтактные двигатели имеют рабочий объем цилиндров от 75 до 350 см^3, причем рабочий объем одного цилиндра не превышает 350 см^3. Преимущество этих двигателей заключается в отсутствии у них сложного механизма распределения, а также в лучшем использовании объема цилиндров, чем у четырехтактного двигателя, так как за каждый оборот коленчатого вала совершается один рабочий ход. Следовательно, из каждых двух ходов поршня один ход будет рабочим и один вспомогательным.

При сравнении двухтактного и четырехтактного двигателей с одинаковым рабочим объемом цилиндров и одинаковым числом оборотов кажется, что мощность двухтактного двигателя должна быть вдвое больше, чем четырехтактного. Но в действительности при этих условиях мощность двухтактного двигателя несколько меньше или равна мощности четырехтактного двигателя. Это объясняется потерей части хода поршня на наполнение и выпуск. Кроме того, горючая смесь, выталкивая отработавшие газы из цилиндра, перемешивается с ними и частично уходит в выпускную трубу. Расход горючего при этом значительно возрастает, а наполнение цилиндров горючей смесью уменьшается.

По числу и расположению цилиндров двигатели делятся на одноцилиндровые, двухцилиндровые и четырехцилиндровые с вертикальным, наклонным и горизонтальным расположением цилиндров.

Вертикально цилиндр располагается в том случае, когда высота двигателя невелика и он не мешает расположению над ним бака для горючего. При вертикальном расположении цилиндра собственный вес поршня не оказывает давления на боковую стенку цилиндра и поэтому износ стенок цилиндра будет минимальным. Наклонное и особенно горизонтальное расположение цилиндра применяется для уменьшения общей высоты двигателя и понижения центра тяжести мотоцикла, но при этом несколько увеличивается износ стенок цилиндра за счет действия на них собственного веса поршня.

Продольное горизонтальное расположение цилиндра сильно увеличивает общую длину двигателя и вызывает удлинение рамы мотоцикла.

Увеличение числа цилиндров двигателя применяется для повышения мощности двигателя, а также для получения равномерности хода при сохранении общей высоты двигателя. Преимущество двигателей с V-образным расположением цилиндров заключается в том, что шатуны обоих цилиндров могут соединяться с общей для них шатунной шейкой кривошипа (рис. 4, а), но в этом случае чередование вспышек в цилиндрах двигателя будет неравномерным.

Рис. 4. Схемы расположения цилиндров мотоциклетных двигателей: А — V-образное расположение цилиндров: а — с неравномерным чередованием вспышек: б — с равномерным чередованием вспышек; Б — линейное расположение цилиндров: в — с общим коленчатым валом; г — с отдельными коленчатыми валами; В — оппозитное расположение цилиндров (д).

У некоторых V-образных двигателей равномерность чередования вспышек достигается путем расположения цилиндров и шатунных шеек кривошипа под одинаковым углом (рис. 4, б).

V-образные двигатели размещаются обычно продольно, что значительно ухудшает охлаждение заднего цилиндра. Поэтому на некоторых мотоциклах двигатель размещается поперек рамы, что значительно улучшает охлаждение двигателя.

Линейное вертикальное расположение цилиндров (рис. 4, в) обеспечивает компактность двигателя и равномерное чередование вспышек, однако при таком расположении цилиндров увеличивается неуравновешенность двигателя вследствие одностороннего движения поршней.

Для гоночных мотоциклов применяют линейное вертикальное расположение цилиндров с отдельными кривошипами на каждый цилиндр (рис. 4, г). Кривошипы имеют противовесы и соединены между собой шестернями. Такое расположение цилиндров обеспечивает хорошую устойчивость мотоцикла в движении.

На рис. 4, д представлена схема двухтактного двухцилиндрового мотоциклетного двигателя, шатунные шейки которого расположены под углом 180°, что обеспечивает равномерное чередование вспышек и обеспечивает хорошую уравновешенность двигателя, так как поршни перемещаются в цилиндрах в противоположном друг другу направлении.

Оппозитное[3] горизонтальное расположение цилиндров, принятое для мотоцикла М-72 (рис. 4, д), обеспечивает хороший обдув цилиндров, низкое расположение центра тяжести, а следовательно, и устойчивость мотоцикла. Недостатком такого расположения является большой вынос цилиндров двигателя в стороны, что увеличивает возможность их повреждения при падении и движении по сильно пересеченной местности.

На некоторых мотоциклах цилиндры двигателя расположены вдоль рамы. При таком расположении уменьшается ширина мотоцикла и возможность повреждения цилиндров, но ухудшается охлаждение заднего цилиндра.

3. Принцип работы мотоциклетного двигателя

Принцип работы мотоциклетного двигателя заключается в том, что в цилиндре двигателя осуществляется превращение тепловой энергии, получающейся при сгорании горючего, в механическую энергию. Так как процесс сгорания происходит непосредственно в рабочем цилиндре двигателя, то такие двигатели называются двигателями внутреннего сгорания.

В двигателях внутреннего сгорания карбюраторного типа горючая смесь вводится в цилиндр и сгорает там, производя механическую работу. Продукты сгорания горючего выводятся из цилиндра и снова происходит заполнение цилиндра горючей смесью. Горючая смесь, поступая в цилиндр двигателя и перемешиваясь с оставшимися там отработавшими газами, образует рабочую смесь.

Рабочий цикл в цилиндре мотоциклетного двигателя может быть завершен за два такта (два хода поршня) или за четыре такта (четыре хода поршня).

Тактом называется часть рабочего цикла, совершаемая в основном при перемещении поршня от одной мертвой точки до другой.

Ходом поршня называется расстояние, проходимое поршнем от одной мертвой точки до другой.

В четырехтактных двигателях за период рабочего цикла происходит последовательное чередование следующих тактов: впуска, сжатия, расширения и выпуска.

В двухтактных двигателях за период рабочего цикла происходит последовательное чередование следующих тактов: сжатия, включающего окончание впуска горючей смеси и сжатие рабочей смеси, и расширения, включающего расширение, выпуск и начало впуска.

В рабочем цикле только в такте расширения совершается полезная работа. Остальные такты цикла являются подготовительными и служат для впуска и сжатия горючей смеси и выпуска отработавших газов.

Во время такта расширения предварительно сжатая рабочая смесь, воспламеняемая при помощи электрической искры, сгорает. При сгорании температура газов достигает 2200 °C. За счет повышения температуры давление газов в цилиндре резко увеличивается. Наибольшее давление газов в цилиндре достигает 35–40 кг/см^2. Под действием давления газов поршень перемещается от верхней мертвой точки к нижней.

4. Четырехтактный цикл двигателя

Рассмотрим процессы, происходящие последовательно в цилиндре четырехтактного двигателя, предполагая, что двигатель работает при полном открытии дроссельной заслонки, потери на трение в двигателе отсутствуют и давление воздуха в картере двигателя постоянно и равно атмосферному.

Впуск

В конце такта выпуска поршень начинает перемещаться от верхней мертвой точки к нижней, впускной клапан открывается. В результате перемещения поршня в такте впуска давление в цилиндре понижается до 0,8–0,85 кг/см^2, вследствие чего в него поступает горючая смесь. Во время впуска горючая смесь нагревается, а в конце впуска температура ее достигает 50-100 °C.

Раннее открытие впускного клапана позволяет создать проходное сечение в клапане достаточной величины к началу перемещения поршня от верхней мертвой точки к нижней, а также использовать для лучшего наполнения цилиндров подпор горючей смеси во впускном патрубке и отсасывающее действие отработавших газов в конце такта выпуска предыдущего рабочего цикла.

Изменение давления газов в цилиндре двигателя при перемещении поршня от верхней мертвой точки к нижней в такте впуска показано графически на рис. 5.

Рис. 5. Процесс впуска четырехтактного двигателя: Vc — объем камеры сжатия; Vh — рабочий объем цилиндра; Р — давление внешнего воздуха; r — начало такта впуска; а — конец такта впуска.

На линии ОР отложено давление (в кг/см^2) в цилиндре двигателя, на линии OV — объем цилиндра. Расстояние Vc соответствует объему камеры сжатия, Vh — рабочему объему цилиндра. Отложим на линии ОР расстояние ОР0, соответствующее давлению в 1 кг/см^2, и проведем через точку Р_0 линию, параллельную линии OV. Эта линия называется атмосферной линией и соответствует давлению внешнего воздуха. Кривая га показывает изменение давления в цилиндре двигателя в такте впуска.

Как было указано выше, на каждый квадратный сантиметр площади днища поршня в цилиндре будет действовать давление, равное примерно 0,8–0,85 кг. Если считать, что давление в картере постоянно и равно 1 кг/см^2, то на поршень будет действовать сила, направленная от нижней мертвой точки к верхней и равная разности давлений в цилиндре и в картере (0,15—0,2 кг/см), помноженной на площадь поршня. Поэтому для перемещения поршня от верхней мертвой точки до нижней затрачивается работа, равная произведению силы, действующей на поршень, на путь, проходимый поршнем от верхней мертвой точки к нижней.

Таким образом, при перемещении поршня от верхней мертвой точки к нижней в такте впуска некоторая часть работы двигателя затрачивается на заполнение цилиндров двигателя горючей смесью. Эта работа может быть совершена за счет использования энергии, накопленной в маховике за предыдущий рабочий цикл. Она называется насосной работой (или насосными потерями).

Сжатие

При перемещении поршня от нижней мертвой точки к верхней происходит сжатие рабочей смеси. Так как в конце впуска (рис. 6, точка а), что соответствует началу сжатия, давление в цилиндре двигателя ниже давления внешнего воздуха, то поступление в цилиндр горючей смеси возможно и на некотором ходе поршня от нижней мертвой точки к верхней.

Рис. 6. Процесс сжатия четырехтактного двигателя: а — начало такта сжатия; а' — точка, соответствующая давлению в 1 кг/см2; с' — момент зажигания; с" — конец такта сжатия.

Поэтому впускной клапан закрывается через 50–80° поворота коленчатого вала после нижней мертвой точки.

При перемещении поршня от нижней мертвой точки к верхней давление в цилиндре двигателя начинает повышаться и в точке а достигает 1 кг/см^2. При дальнейшем перемещений поршня к верхней мертвой точке рабочая смесь в цилиндре двигателя сжимается и давление в цилиндре возрастает. Увеличение давления в цилиндре двигателя происходит не только за счет сжатия, но и за счет нагревания рабочей смеси от горячих стенок цилиндра, днища поршня, впускных и выпускных клапанов.

Температура в конце сжатия может быть в пределах 350–400 °C, а конечное давление в цилиндре двигателя при степени сжатия 5–8 достигает 8—12 кг/см^2.

В конце такта сжатия происходит зажигание рабочей смеси. Однако еще до конца такта сжатия давление в цилиндре повышается в основном за счет продолжающегося сжатия рабочей смеси. За этот период сгорает с малой скоростью некоторое очень небольшое количество рабочей смеси около электродов свечи.

Работа, затрачиваемая на сжатие рабочей смеси, увеличивается по мере перемещения поршня к верхней мертвой точке. В каждый отдельный момент сила, действующая на поршень по направлению от нижней мертвой точки к верхней, будет равна произведению разности давлений над поршнем и под поршнем в этот момент на площадь днища поршня. Эта сила противодействует перемещению, поршня к верхней мертвой точке и на ее преодоление затрачивается энергия, запасенная маховиком во время предыдущего рабочего цикла.

Расширение

В такте расширения происходит сгорание рабочей смеси в течение 0,002—0,003 секунды, причем горение распространяется со скоростью 20–40 м в секунду.

На рис. 7 показано изменение давления в цилиндре двигателя в процессе такта расширения.

Рис. 7. Процесс расширения четырехтактного двигателя: с" — конец такта сжатия; е — начало открытия выпускного клапана; c' — конец расширения, Z — конец видимого горения.

В начале такта расширения начинается быстрое сгорание рабочей смеси и резкое повышение давления в цилиндре до конца видимого горения (точка Z). В этом случае давление в цилиндре двигателя возрастет от 8—12 кг/см^2 до 30–40 кг/см^2 при температуре газов 2200–2400 °C.

При нормально работающем двигателе давление газов в цилиндре двигателя достигнет максимальной величины в момент, когда коленчатый вал двигателя повернется на 15–20° после верхней мертвой точки. За точкой Z горение в цилиндре двигателя продолжится, но вследствие быстрого перемещения поршня к нижней мертвой точке объем газов резко увеличится и при этом горючее будет догорать с замедленной скоростью.

Обычно за 30–80° до нижней мертвой точки открывается выпускной клапан. В момент открытия выпускного клапана давление в цилиндре двигателя достигает 4–5 кг/см^2. Благодаря раннему открытию выпускного клапана уже в начале его открытия до 75 % продуктов сгорания выбрасывается из цилиндра двигателя под действием давления газов. В конце расширения давление газов в цилиндре падает до 1,2–1,4 кг/см^2, а температура понижается до 1000–1100 °C. Отметим, что поршень при своем движении от нижней мертвой точки к верхней в такте выпуска испытывает небольшое давление газов. Таким образом, раннее открытие выпускного клапана необходимо для более быстрого освобождения цилиндров от горячих отработавших газов и для облегчения работы поршня по выталкиванию их из цилиндров в такте выпуска.

Возникающая в цилиндре двигателя сила давления, образующаяся в результате расширения газов, производит полезную работу, перемещая поршень от верхней мертвой точки к нижней. В каждый отдельный момент сила, действующая на поршень по направлению от верхней мертвой точки к — нижней, будет равна произведению разности давлений под поршнем и над поршнем на площадь днища поршня.

Выпуск

После такта расширения поршень начинает перемещаться от нижней мертвой точки к верхней, выталкивая из цилиндра отработавшие газы.

На рис. 8 показано изменение давления в цилиндре двигателя в такте выпуска.

Рис. 8. Процесс выпуска четырехтактного двигателя: а — начало такта сжатия; а' — точка, соответствующая давлению в 1 кг/см^2; r — конец такта выпуска, c" — конец такта сжатия; Z — конец видимого сгорания; е" — конец расширения.

Величина давления в цилиндре двигателя изменяется по кривой от 1,3–1,5 кг/см^2 в точке е" до 1,15—1,2 кг/см^2 в точке r. Отработавшие газы выталкиваются из цилиндра поршнем за счет использования энергии, запасенной в маховике во время такта расширения.

При подходе поршня к верхней мертвой точке скорость поршня уменьшается. В это время отработавшие газы по инерции продолжают с большой скоростью уходить в выпускную трубу. Это явление используется для улучшения очистки цилиндров, и поэтому выпускной клапан закрывается после того, как поршень начал двигаться от верхней мертвой точки к нижней.

Так как впускной клапан открывается за 10–70° до верхней мертвой точки, а выпускной закрывается после верхней мертвой точки, то происходит перекрытие клапанов, при котором и впускной и выпускной клапаны одновременно открыты. В этот период свежая горючая смесь поступает в цилиндры.

При перемещении поршня от нижней мертвой точки к верхней на него действует сила, величина которой в каждый отдельный момент равна произведению разности давлений над поршнем и под поршнем на площадь днища поршня.

Диаграмма, на которой показано изменение давления в цилиндре двигателя за время рабочего цикла, называется индикаторной диаграммой, так как это изменение давления записывается особым прибором — индикатором.

Рассмотрим порознь изменение давления на тактах впуска и выпуска (рис. 9) и на тактах сжатия и расширения.

Рис. 9. Диаграмма насосных потерь четырехтактного двигателя: Vc — объём камеры сжатия; Vh — рабочий объем цилиндра.

Механические потери в двигателе складываются из работы, затрачиваемой на преодоление трения в двигателе, на привод вспомогательных механизмов двигателя и на насосные потери. Механические потери в двигателе обычно определяются путем проворачивания коленчатого вала двигателя от электромотора. При вращении коленчатого вала электромотор затрачивает мощность не только на преодоление трения между рабочими деталями двигателя и на привод вспомогательных механизмов, но и на впуск воздуха в цилиндры двигателя и выпуск его из цилиндров.

На рис. 10 показано изменение давления в цилиндре двигателя во время тактов сжатия и расширения. Изменение давления в цилиндре двигателя на такте сжатия изображено на диаграмме линией ас".

Рис. 10. Индикаторная диаграмма четырехтактного двигателя: Z — начало сгорания; c' — конец расширения; а — начало такта сжатия; c" — конец такта сжатия; r — конец такта выпуска.

Как было указано ранее, работа, затрачиваемая на сжатие рабочей смеси в цилиндре двигателя, является работой вспомогательной. На ее совершение затрачивается энергия, запасенная в маховике во время предыдущего рабочего цикла.

Изменение давления в цилиндре на такте расширения изображено на диаграмме линией cZa. Работа, совершаемая газами во время такта расширения и запасенная в маховике, частично затрачивается на сжатие рабочей смеси в цилиндре двигателя. Остальная часть работы используется на преодоление трения в двигателе, на насосные потери, на преодоление трения в силовой передаче мотоцикла и на перемещение мотоцикла по дороге во время его движения. Эта работа носит название полезной.

Полезная работа, развиваемая за один рабочий цикл, равна разности работы, получаемой при расширении, и работы, затрачиваемой на сжатие. Следовательно, полезная работа двигателя, используемая за один цикл, может быть представлена в виде площади, ограничиваемой кривой ас" Zе'а (рис. 11).

Рис. 11. Среднее индикаторное давление четырехтактного двигателя: а — начало такта сжатия; c" — конец такта сжатия; Z — конец видимого горения; е' — конец расширения.

Но полезная работа, развиваемая газами в цилиндре двигателя, может быть представлена на диаграмме не в виде площади, ограниченной линией Ос" Zа и имеющей сложную форму, а в виде равновеликого ей прямоугольника, длина которого соответствует расстоянию, проходимому поршнем от одной мертвой точки до другой, а высота равна средней высоте индикаторной диаграммы.

Так как давление газов в кг/см^2 откладывалось на вертикали в определенном масштабе, то высота прямоугольника представляет собой среднее индикаторное давление, которое является условным постоянным давлением, действующим на поршень при его перемещении от верхней мертвой точки к нижней. Полезная работа, совершаемая газами при постоянном среднем индикаторном давлении, будет равна полезной работе, совершаемой газами в цилиндре двигателя при переменном давлении, изменение которого показано на диаграмме.

Мощность, развиваемая газами в цилиндре двигателя, носит название индикаторной мощности. Зная среднее индикаторное давление, легко подсчитать индикаторную мощность. Для этого следует помножить величину среднего индикаторного давления (в кг/см^2) на площадь поршня (в см^2). Произведение будет равно силе (в кг), действующей на поршень во время всего его хода.

Произведение силы на путь поршня, проходимый им от одной мертвой точки до другой, равно работе (в кгм), совершаемой газами за рабочий цикл.

Для определения индикаторной мощности необходимо знать число рабочих циклов, совершаемых в цилиндре двигателя в одну секунду. Поскольку обычно известно число оборотов двигателя в одну минуту, то, разделив это число на 60, подсчитаем число оборотов в одну секунду. Так как при четырехтактном процессе один цикл совершается за два оборота коленчатого вала, то разделив на два число оборотов коленчатого вала за одну секунду, узнаем число рабочих циклов в одну секунду.

Если работа, совершаемая за один цикл (в кгм), известна, то, помножив ее величину на число рабочих циклов в одну секунду, подсчитаем мощность (в кгм/сек), развиваемую двигателем. Обычно мощность двигателя исчисляется в лошадиных силах, а одна лошадиная сила равна 75 кгм/сек. Следовательно, разделив полученную мощность двигателя в кгм/сек на 75 кгм/сек, получим мощность двигателя в лошадиных силах.

5. Двухтактный цикл двигателя222.

Схема работы мотоциклетного двухтактного двигателя представлена на рис. 12.

Рис. 12. Схема работы двухтактного двигателя: а — сжатие рабочей смеси в цилиндре двигателя и впуск горючей смеси в кривошипную камеру; б — расширение в цилиндре двигателя и сжатие горючей смеси в кривошипной камере; в — продувка цилиндра горючей смесью; г — начало сжатия рабочей смеси в цилиндре двигателя.

Цилиндр двигателя укреплен на кривошипной камере. На боковых стенках цилиндра внизу расположены три окна: продувочное окно, сообщающее каналом цилиндр с кривошипной камерой, выпускное окно, сообщающее цилиндр с внешней средой, и впускное окно, сообщающее кривошипную камеру с карбюратором. Верхняя кромка выпускного окна находится несколько выше верхней кромки продувочного окна. Нижняя кромка выпускного и продувочного окон расположены на уровне днища поршня при его положении в нижней мертвой точке.

Рассмотрим рабочий процесс двухтактного двигателя. Предположим, что за предыдущий рабочий цикл произошло сжатие рабочей смеси в кривошипной камере и цилиндр двигателя в основном заполнен свежей горючей смесью, поступившей через продувочное окно из кривошипной камеры.

При перемещении от нижней мертвой точки к верхней поршень вначале перекрывает своей боковой стенкой продувочное окно, а затем открывает впускное окно. Так как при перемещении поршня к верхней мертвой точке объем кривошипной камеры увеличивается, в камере создается разрежение. Атмосферный воздух, проходя через смесительную камеру карбюратора, под действием разрежения подхватывает капельки горючего, выходящего из распылителя карбюратора, обдувая их, тем самым способствует испарению.

Образующаяся горючая смесь поступает в кривошипную камеру. Испарение оставшихся в горючей смеси капелек горючего будет продолжаться в кривошипной камере за счет отбора тепла от горячих стенок цилиндра, поршня и кривошипной камеры. Когда поршень дойдет до верхней мертвой точки, давление горючей смеси в кривошипной камере достигнет 0,8 кг/см^2.

В дальнейшем, при перемещении поршня от верхней мертвой точки к нижней, объем кривошипной камеры начинает уменьшаться, но на некотором участке хода поршня горючая смесь продолжает поступать из карбюратора в кривошипную камеру, так как в этот период давление в камере ниже, чем внешнее. Впускное окно закрывается в момент выравнивания внешнего давления и давления в кривошипной камере. После закрытия впускного окна давление горючей смеси продолжает повышаться за счет ее сжатия и нагревания от стенок поршня и цилиндра.

При подходе к нижней мертвой точке поршень сначала откроет выпускное, а затем и продувочное окно. К моменту открытия продувочного окна давление в кривошипной камере достигнет 1,3 кг/см^2. После открытия продувочного окна горючая смесь из кривошипной камеры поступает на продувку цилиндра и при положении поршня в нижней мертвой точке давление в кривошипной камере упадет до 1,02—1,05 кг/см^2. Температура рабочей смеси равна при этом 100–150 °C.

Окончание впуска и сжатие рабочей смеси

При положении поршня в нижней мертвой точке продолжается поступление горючей смеси из кривошипной камеры в цилиндр двигателя (рис. 12, в).

Поскольку давление рабочей смеси в картере двигателя несколько больше, чем в цилиндре, то в начале перемещения поршня от нижней мертвой точки к верхней продолжается продувка цилиндра горючей смесью. При этом горючая смесь перемешивается с остаточными газами. Продувка закончится в момент перекрытия поршнем продувочного окна.

При дальнейшем перемещении поршня вверх некоторая часть рабочей смеси выталкивается поршнем в выпускное окно и только после перекрытия поршнем выпускного окна начинается сжатие рабочей смеси в цилиндре двигателя. Поэтому перемещение поршня от нижней мертвой точки до момента перекрытия поршнем выпускного окна называется потерянным ходом.

Остальная часть хода до верхней мертвой точки называется полезным ходом.

В процессе сжатия рабочая смесь в цилиндре двигателя нагревается, и к концу сжатия давление в цилиндре достигает 5–7 кг/см^2, а температура 350–400 °C.

На рис. 13 показано изменение давления в цилиндре двигателя в такте сжатия.

Рис. 13. Процесс сжатия в двухтактном двигателе: Vc —объем камеры сгорания; рабочий объем цилиндра; а' — начало сжатия; с'' — конец сжатия; Z — конец видимого горения; е — начало выпуска.

На линии ОР отложено в масштабе давление (Р, кг/см^2) в цилиндре двигателя, на линии OV — объем цилиндра. Расстояние Vc соответствует объему камеры сгорания, Vh — рабочему объему цилиндра.

Отложим на линии ОР расстояние ОР_0, соответствующее давлению в 1 кг/см^2, и проведем через точку Р_0 линию, параллельную линии OV. Линия Р_0а, называемая атмосферной линией, соответствует давлению внешнего воздуха. Линия a'с'' показывает изменение давления в цилиндре в такте сжатия.

Давление и температура рабочей смеси в конце сжатия в цилиндре двухтактного двигателя будут меньше, чем у подобного четырехтактного двигателя. Это в основном вызывается утечкой рабочей смеси из цилиндра за счет запаздывания закрытия выпускного окна и повышенным содержанием в рабочей смеси отработавших газов.

При перемещении поршня от нижней мертвой точки к верхней до момента перекрытия поршнем продувочного окна горючая смесь из кривошипной камеры продолжает поступать в цилиндр двигателя После перекрытия поршнем продувочного окна в кривошипной камере снова создается разрежение и снова горючая смесь поступает из карбюратора в кривошипную камеру.

Расширение, выпуск и начало продувки

В конце хода сжатия осуществляется зажигание рабочей смеси искрой, проскакивающей между электродами запальной свечи.

Воспламенение рабочей смеси начинается несколько ранее верхней мертвой точки (в точке с' на рис. 14) и продолжается после того, как поршень после верхней мертвой точки начнет перемещаться к нижней мертвой точке.

Рис. 14. Процесс сгорания — расширения в двухтактном двигателе: а' — начало сжатия; а — конец выпуска; с' — момент зажигания; с'' — конец сжатия; Z — конец видимого горения; е — начало выпуска.

При правильно подобранном моменте зажигания и наивыгоднейшем соотношении горючего и воздуха в рабочей смеси максимальное давление в цилиндре двигателя наступит, когда коленчатый вал повернется на 15–20° после верхней мертвой точки. При полном открытии дроссельного золотника максимальное давление достигнет 30–35 кг/см^2, температура газов в этот момент повысится до 2000–2200 °C.

При дальнейшем перемещении поршня вниз происходит догорание рабочей смеси и расширение газов.

К моменту открытия выпускного окна давление в цилиндре уменьшается До 3–5 кг/см^2 и температура газов — до 700-1000 °C.

После открытия выпускного окна давление в цилиндре резко падает. Через 5—15° поворота коленчатого вала после открытия продувочного окна оно равно примерно 1,2–1,25 кг/см^2, т. е. из цилиндра к этому моменту выйдет почти 70 % всего объема отработавших газов. При перемещении от верхней мертвой точки к нижней поршень снова сжимает в кривошипной камере поступившую туда из карбюратора горючую смесь. С момента открытия продувочного окна начинается выталкивание поступающей из кривошипной камеры горючей смеси и находящихся еще в цилиндре отработавших газов. При этом происходит частичное перемешивание горючей смеси с остаточными газами, а также выбрасывание части рабочей смеси вместе с отработавшими газами в выпускную трубу. Это вызывает уменьшение наполнения цилиндров горючей смесью и увеличение расхода горючего.

При положении поршня в нижней мертвой точке давление в цилиндре двигателя падает до 1 кг/см^2.

На рис. 15 показано изменение давления в цилиндре двигателя во время тактов сжатия и расширения.

Рис. 15. Среднее индикаторное давление двухтактного двигателя: а — начало сжатия; с" — конец сжатия; Z — конец видимого горения; е — начало выпуска.

Как и в четырехтактном двигателе, полезная работа, развиваемая за один рабочий цикл, в двухтактном двигателе равна разности работ — работы, получаемой при расширении, и работы, затрачиваемой на сжатие. Полезная работа двигателя на рис. 15 показана в виде площади, ограничиваемой кривой ac"Zea.

Для удобства определения индикаторной мощности построим прямоугольник, площадь которого равна площади, ограничиваемой кривой ac"Zca, а длина соответствует расстоянию, проходимому поршнем от одной мертвой точки до другой. В этом случае высота прямоугольника будет равна средней высоте индикаторной диаграммы, которая в масштабе, отложенном на вертикали, соответствует среднему индикаторному давлению.

Индикаторная мощность для двухтактного двигателя определяется так же, как и для четырехтактного, с той лишь разницей, что число циклов для двухтактного двигателя будет равно числу оборотов коленчатого вала двигателя.

В отличие от четырехтактных двигателей, степень сжатия двухтактного двигателя имеет два значения: номинальная степень сжатия и действительная степень сжатия.

Номинальной степенью сжатия называется отношение суммы объема камеры сжатия и рабочего объема цилиндра к объему камеры сжатия. Под рабочим объемом цилиндра подразумевается объем, описываемый поршнем при его перемещении от одной мертвой точки до другой.

Действительной степенью сжатия называется отношение объема камеры сжатия и полезного объема цилиндра в момент закрытия органов газораспределения к объему камеры сжатия.

Полезным объемом цилиндра называется объем, описываемый поршнем при его перемещении от верхнего края выпускного окна до верхней мертвой точки.

6. Требования, предъявляемые к мотоциклетным двигателям

Мотоциклетные двигатели работают в различных атмосферных дорожных условиях при переменной нагрузке и переменном числе оборотов и должны обеспечивать достаточную скорость движения и экономичную работу мотоцикла.

К современным мотоциклетным двигателям предъявляется ряд требований по следующим основным показателям, оказывающим существенное влияние на ходовые качества мотоцикла: надежность работы и долговечность, экономичность работы на стандартном для данного двигателя горючем, приемистость, уравновешенность, равномерность хода, достаточная литровая мощность, небольшой удельный вес, малые габариты, простота ухода за двигателем и его ремонта.

Надежность работы и долговечность двигателя зависят от качества применяемого для его изготовления материала, точности обработки и подгонки деталей, а также от качества применяемых горючего и масла. Большое влияние на надежность работы и долговечность двигателя оказывает поддержание нормального теплового режима работы двигателя в процессе эксплуатации.

Экономичность работы двигателя обеспечивается небольшими потерями (на трение внутри двигателя, на заполнение цилиндров горючей смесью и на выпуск отработавших газов из цилиндра), наиболее выгодным соотношением горючего и воздуха в горючей смеси для каждого режима работы двигателя, а также наиболее полным сгоранием горючего внутри цилиндра двигателя.

Приемистость двигателя — способность двигателя быстро увеличивать обороты и мощность при резком открытии дроссельного золотника карбюратора. Приемистость двигателя зависит от качества работы карбюратора и системы распределения, обеспечивающих быстрое изменение нагрузки двигателя. Чем больше приемистость двигателя, тем при прочих равных условиях выше способность мотоцикла набирать скорость, а следовательно, обеспечивать высокую среднюю скорость движения.

Уравновешенным является такой двигатель, у которого силы, действующие на раму мотоцикла, при установившемся режиме его работы постоянны по величине и направлению. Это значит, что двигатель, а с ним и рама мотоцикла, не колеблются в вертикальном и горизонтальном направлениях вследствие изменения величины и направления действия сил, возникающих в работающем двигателе. Чем уравновешеннее двигатель, тем меньше колебаний в раме, руле и других агрегатах и механизмах мотоцикла, влияющих непосредственно на плавность движения и утомляемость водителя.

Равномерность хода двигателя — способность двигателя незначительно изменять скорость вращения коленчатого вала в период между следующими один за другим рабочими ходами. Равномерность хода зависит от числа цилиндров, массы маховика, числа оборотов коленчатого вала и равномерности чередования вспышек в цилиндрах двигателя. Маховик, накапливающий живую силу в момент рабочего хода, отдает ее затем на поддержание скорости вращения коленчатого вала. Живая сила маховика затрачивается на преодоление трения в двигателе, на выпуск отработавших газов, впуск горючей смеси и на сжатие ее. Вследствие этого скорость вращения коленчатого вала двигателя уменьшается к началу следующего рабочего хода. Если маховик обладает достаточной массой и чередование вспышек происходит через равномерные и небольшие отрезки времени, то скорость вращения коленчатого вала двигателя между следующими один за другим рабочими ходами будет уменьшаться незначительно. Чем выше равномерность вращения коленчатого вала двигателя, тем плавнее ход мотоцикла.

Литровой мощностью двигателя называется мощность, приходящаяся на один литр рабочего объема двигателя. Большая литровая мощность может быть получена при условии, если двигатель обладает хорошим наполнением цилиндров горючей смесью при высоких оборотах коленчатого вала и наиболее полным сгоранием ее внутри цилиндров. Повышению литровой мощности способствует также наличие высокой степени сжатия.

Мотоциклетные двигатели должны обладать большой литровой мощностью, так как в этом случае для получения необходимой мощности на мотоциклах могут быть установлены двигатели с малым рабочим объемом, а следовательно, и с малым весом.

Удельным весом двигателя называется вес, приходящийся на одну единицу номинальной мощности двигателя (на 1 л. с.). Снижение удельного веса двигателя обеспечивается изготовлением его из легких и прочных материалов, а также увеличением его литровой мощности. Чем ниже удельный вес двигателя, тем при прочих равных условиях он в большей степени способен обеспечить высокую среднюю скорость движения мотоцикла.

Малые габариты двигателя обеспечивают удобное его расположение на раме, уменьшение лобового сопротивления мотоцикла и понижение его центра тяжести. Малые габариты достигаются благодаря большой литровой мощности двигателя и компактному размещению его деталей.

Простота ухода за двигателем него ремонта уменьшают потребное для этого время и облегчают эксплуатацию мотоцикла.

Глава IV

КРИВОШИПНО-ШАТУННЫЙ МЕХАНИЗМ

1. Цилиндры

Цилиндр мотоциклетного двигателя служит для направления движения поршня.

Цилиндр представляет собой отливку. Его внутренняя шлифованная поверхность называется зеркалом. Цилиндр обычно имеет фланец, с помощью которого он прикрепляется к картеру двигателя. Под фланцем выполнен направляющий поясок, которым цилиндр устанавливается в отверстие картера. У двигателей воздушного охлаждения на внешней поверхности цилиндра расположены ребра, увеличивающие поверхность охлаждения. У двигателей жидкостного охлаждения цилиндр окружен рубашкой, служащей для протекания жидкости, охлаждающей горячие стенки цилиндров. Сверху цилиндр закрыт головкой, в которой расположена камера сгорания. Головка также снабжена или ребрами, увеличивающими поверхность охлаждения головки, или рубашкой для охлаждающей жидкости.

В процессе работы двигателя цилиндр подвергается большим силовым нагрузкам в результате резко изменяющегося давления газов. При сгорании рабочей смеси газы давят на головку цилиндра, стремясь таким образом оторвать его от картера. Кроме того, поршень при своем перемещении в цилиндре опирается на его зеркало, что вызывает боковую нагрузку на цилиндр и износ его внутренней поверхности.

Цилиндр двигателя подвергается также значительным температурным нагрузкам, так как внутренние стенки его соприкасаются с горячими газами. Больше всего температурным нагрузкам подвергается головка цилиндра, в которой происходит сгорание рабочей смеси и которая больший период времени омывается горячими газами. Стенки цилиндра подвержены температурным нагрузкам в меньшей степени, так как горячие газы могут соприкасаться с ними лишь по мере перемещения поршня к нижней мертвой точке в процессе рабочего хода. Кроме того, при перемещении поршня на такте выпуска от нижней мертвой точки к верхней мертвой точке поверхность соприкосновения горячих газов с зеркалом цилиндра постепенно уменьшается. Таким образом, на цилиндр двигателя действуют механическая и тепловая нагрузки. Поэтому цилиндры должны обладать достаточной прочностью. Они выполняются из чугуна, или чугунная гильза цилиндра имеет алюминиевое оребрение (рис. 16).

Рис. 16. Цилиндр с алюминиевым оребрением.

Цилиндры могут быть выполнены или отдельно, тогда каждый цилиндр крепится к картеру двигателя индивидуально, независимо один от другого, или в одном блоке.

Отдельное выполнение каждого цилиндра имеет то преимущество, что при повреждении одного из цилиндров он может быть легко заменен. Кроме того, отливка отдельных цилиндров более проста в производстве.

Блочное расположение применяется в том случае, когда необходимо при линейном расположении цилиндров установить их возможно ближе один к другому. Достоинство блочного расположения цилиндров по сравнению с отдельно выполненными заключается в большой их жесткости при меньшем весе. Недостатком такого расположения является большая сложность изготовления цилиндров и необходимость замены всего блока при повреждении одного из цилиндров.

Наиболее просты в изготовлении цилиндры, у которых клапаны расположены в головке (рис. 17).

Рис. 17. Цилиндр четырехтактного двигателя с верхним расположением клапанов.

В этом случае цилиндр имеет ребра, поверхность которых увеличивается к головке, фланец для крепления цилиндра к картеру и направляющий поясок. Ребра цилиндра размещены симметрично и только для размещения штоков системы распределения в ребрах сделаны вырезы. В верхней плоскости цилиндра иногда имеется выступающий поясок для посадки уплотняющей прокладки головки цилиндра и отверстия для ввертывания болтов, крепящих головку.

На рис. 18 изображен цилиндр четырехтактного двигателя мотоцикла М-72.

Рис. 18. Цилиндр двигателя мотоцикла М-72: 1 — фланец цилиндра; 2 — впускной патрубок цилиндра; 3 — гнездо клапана; 4 — выпускной патрубок цилиндра.

Гнезда клапанов 3 и патрубки 2 и 4 отлиты вместе с цилиндрами. Вместе с фланцем 1 цилиндра выполнена верхняя часть клапанной коробки, в которой расположены пружины клапанов. Во фланцах цилиндров сделано шесть отверстий для шпилек, соединяющих цилиндры с картером двигателя. На фланце левого цилиндра у направляющего пояска имеется кольцевая выточка, по которой масло из масленой магистрали поступает для смазки верхней части зеркала цилиндра. Кольцевая выточка сообщается с зеркалом цилиндра через три косых сверления в верхней части выточки.

На рис. 19 показан цилиндр двухтактного двигателя мотоцикла К1Б.

Рис. 19. Цилиндр двухтактного двигателя (разрез).

Его выполнение усложнено наличием впускных и выпускных окон и продувочных каналов. В нижней части зеркала цилиндра имеется фаска, облегчающая ввод поршня с кольцами, и выемка для шатуна.

Крепление цилиндров к картеру двигателя осуществляется, как правило, двумя способами:

1) фланец цилиндра крепится шпильками, ввернутыми в картер Двигателя;

2) цилиндры двигателя крепятся силовыми шпильками, проходящими через головку цилиндра.

Крепление цилиндров двигателя мотоцикла М-72 осуществляется шпильками. На боковых стенках картера двигателя расположены плоскости крепления цилиндров. На каждой плоскости в тело картера ввернуты шесть шпилек. Перед установкой цилиндра на плоскость устанавливается уплотнительная прокладка. Затем на шпильки надевается фланец цилиндра и закрепляется гайками. Достоинством этого способа крепления является простота изготовления крепежных деталей и легкость монтажа цилиндра. Головка цилиндра привертывается непосредственно к цилиндру восемью болтами. Недостаток такого крепления цилиндра заключается в том, что в процессе сжатия и особенно сгорания рабочей смеси газы, действуя на головку цилиндра, а через нее и на цилиндр, стремятся оторвать его от картера. Таким образом, во время работы двигателя цилиндры подвергаются большим переменным нагрузкам.

В плоскость алюминиевого картера двигателя мотоцикла M1А ввернуты четыре силовые шпильки, верхняя часть которых имеет резьбу. В эти шпильки свободно входят отверстия ребер цилиндра двигателя, уплотнительной прокладки и головки цилиндра. После этого на силовые шпильки навертываются гайки. В этом случае цилиндр оказывается зажатым между головкой цилиндра и картером двигателя и сам непосредственно к картеру не присоединяется. Достоинство этого способа крепления заключается в том, что головка цилиндров связана непосредственно с картером и поэтому цилиндры двигателя разгружены от осевых усилий, возникающих от действия давления газов на головку цилиндра. Недостатком этого способа крепления является некоторое усложнение в производстве деталей крепления.

Головки цилиндров мотоциклетных двигателей изготовляются обычно из алюминия и только в редких случаях из чугуна. Алюминиевые головки имеют то преимущество перед чугунными, что, обладая меньшим весом, они лучше отводят тепло, не коробятся и не растрескиваются при неравномерном нагреве их во время работы двигателя.

Головки цилиндров воздушного охлаждения имеют развитое оребрение, так как в процессе работы двигателя через стенки головок отводится максимальное количество тепла. Головки выполняются для каждого цилиндра отдельно или для двух цилиндров вместе.

В головке цилиндров имеется камера сжатия. Она должна обеспечивать хорошее наполнение цилиндра двигателя рабочей смесью, хорошее распространение пламени, без детонационного сгорания, и минимальные потери тепла.

В основном все камеры сжатия мотоциклетных двигателей можно разделить на три группы: полусферические, шатровые и вихревые.

На рис. 20 показана полусферическая камера сжатия двухтактного двигателя мотоцикла М1А.

Рис. 20. Головка цилиндра двигателя мотоцикла М1А с полусферической камерой сжатия: 1 — головка цилиндра; 2 — камера сжатия.

Полусферическая камера является наилучшей по своей форме, так как она обладает меньшей поверхностью отвода тепла к ребрам. Кроме того, в полусферической камере путь распространения пламени наиболее короткий.

У четырехтактных двигателей полусферические камеры обеспечивают хорошее наполнение цилиндров двигателя горючей смесью, так как горючая смесь поступает из карбюратора в цилиндр по наиболее прямому пути. Но полусферическая камера четырехтактных двигателей имеет более сложное устройство вследствие того, что в ней, кроме свечи, должны быть расположены клапаны.

Это в свою очередь усложняет привод к клапанам, тем более, что при полусферической камере клапаны расположены относительно друг друга под некоторым углом.

Шатровые камеры сжатия (рис. 21) по своей форме очень близки к полусферическим.

Рис. 21. Цилиндр с шатровой камерой сжатия.

Достоинство шатровых камер заключается в том, что в них обеспечивается удобное расположение клапанов максимального диаметра.

Полусферические и шатровые камеры имеют наибольшее распространение на современных мотоциклах, незначительная сложность их производства окупается высокой мощностью двигателей в результате хорошего наполнения цилиндров и хорошего использования тепла в камере сжатия.

Для четырехтактных двигателей дорожных и тяжелых мотоциклов применяется вихревая камера сжатия (рис. 22).

Рис. 22. Цилиндр с вихревой камерой сжатия.

Она расположена в стороне от цилиндра, над клапанами. Гнезда и направляющие втулки клапанов выполнены в теле цилиндра сбоку. При таком расположении клапанов горючая смесь, поступающая из карбюратора через клапан в камеру сжатия снизу вверх, после входа туда резко меняет свое направление и идет из камеры сжатия в цилиндр уже сверху вниз. При такой форме камеры увеличивается сопротивление горючей смеси на входе в цилиндр двигателя и, следовательно, уменьшается наполнение цилиндра. Достоинство этой камеры заключается в том, что пути распространения пламени удлиняются, сгорание рабочей смеси несколько замедляется и двигатель работает более мягко. Кроме того, при небольшом зазоре (2–3 мм) между днищем поршня и стенкой камеры сжатия обеспечивается охлаждение тонкого слоя рабочей смеси, находящейся в этом зазоре и наиболее удаленной от свечи. Это уменьшает способность рабочей смеси к детонационному сгоранию, так как охлажденная в зазоре рабочая смесь к моменту сгорания не успевает образовать с кислородом воздуха нестойкие соединения, сгорающие со взрывной скоростью.

Для уплотнения между головкой и плоскостью цилиндра устанавливаются прокладки, которые препятствуют сообщению с атмосферой в стыке плоскостей головки и цилиндра. Форма этих прокладок зависит от формы плоскости соприкосновения головки и цилиндра. Для изготовления прокладок применяются различные материалы. В частности, на двигателе мотоцикла М-72 прокладка выполнена из мелкой латунной сетки, в которую вплетены волокна асбеста. Перед установкой прокладка покрывается порошком графита, чтобы волокна асбеста не прилипали к плоскости головки и цилиндра. В настоящее время на двигателе мотоцикла М-72 применяется прокладка из алюминия. На некоторых мотоциклетных двигателях применяется прокладка из красной меди. Для увеличения упругости и лучшего уплотнения зазора на прокладке выштампованы канавки.

2. Поршни, поршневые пальцы, поршневые кольца

Поршень

Поршень воспринимает давление газов при сгорании рабочей смеси в цилиндре двигателя и через шатун передает его коленчатому валу.

Во время работы двигателя поршень подвергается механической нагрузке от давления газов, изменяющегося за рабочий цикл от 0,8 кг/см^2 (на такте впуска) до 40 кг/см^2 (в момент сгорания рабочей смеси). Кроме того, температура газов, соприкасающихся с днищем поршня, изменяется за рабочий цикл от 50 °C до 2200 °C и температура днища поршня в процессе работы достигает средней величины — 250–350 °C.

У высокооборотных мотоциклетных двигателей средняя скорость движения поршня достигает 15–20 м/сек и соответственно силы инерции поршня также достигают значительной величины. Следовательно, поршень работает в условиях резко меняющихся тепловых и механических нагрузок и прочность его в известной степени понижена вследствие нагревания до высокой температуры. Кроме того, механические и тепловые нагрузки значительно ухудшают условия смазки поршня. Поэтому к поршням современных мотоциклетных двигателей предъявляются следующие требования:

1) обеспечение герметичности между рабочей полостью цилиндра и картером;

2) невысокая температура поршня и отсутствие местных перегревов;

3) отсутствие заедания, стука и перекоса поршня в цилиндре во время работы;

4) высокая прочность ври минимальном весе;

5) минимальные потери на трение между поршнем и цилиндром;

6) минимальный износ стенок поршня и цилиндра.

Герметичность между рабочей полостью цилиндра и картером обеспечивается наличием на головке поршня канавок, в которых установлены компрессионные кольца, перекрывающие зазор между стенками поршня и цилиндра, и маслосъемные кольца, очищающие поверхность цилиндра от масла и не допускающие проникновения его в рабочую полость цилиндра.

Температура поршня зависит от количества тепла, передающегося поршню от горячих газов, а также от количества тепла, передаваемого от поршня через кольца и его юбку стенкам цилиндра и от внутренней поверхности поршня маслу и воздуху в картере. Небольшой отбор тепла поршнем от газов в такте расширения улучшает условия полного сгорания горючего в цилиндре двигателя, так как в этом случае температура газов, а следовательно, и давление их будут более высокими.

Таким образом, чем меньше тепла поршень будет принимать от горячих газов и чем больше тепла будет передаваться от поршня цилиндру и воздуху в картере, тем ниже будет средняя температура поршня. При низкой средней температуре поршня улучшается наполнение цилиндра двигателя горючей смесью, так как в этом случае горючая смесь при впуске меньше нагревается от поршня и плотность ее к началу сжатия сохраняется достаточно высокой. Низкая температура поршня допускает повышение степени сжатия, потому что сравнительно небольшое нагревание рабочей смеси в процессе сжатия уменьшает возможность образования перекисей, а следовательно, и уменьшает возможность детонационного сгорания горючего. Кроме того, при низкой температуре поршня уменьшается его тепловое расширение, что ограничивает возможность заедания, стуков и перекоса поршня в цилиндре во время работы двигателя.

Уменьшение заеданий, стуков и перекосов поршня в цилиндре осуществляется также подбором материала для изготовления поршня и установлением определенных зазоров между поршнем и цилиндром в различных точках поршня. Величина зазора между стенками поршня и цилиндром подбирается в зависимости от температуры поршня и цилиндра, а также в зависимости от теплового расширения материала, из которого изготовлен поршень. Зазор между стенками поршня и цилиндра должен обеспечивать свободное перемещение поршня в цилиндре при высокой температуре и сохранение минимально необходимого слоя масла между стенкой поршня и цилиндром. В головке поршня зазор делается несколько большим, чем в юбке, так как головка поршня нагревается в большей степени. Этот зазор должен быть минимальным и у холодного, и у горячего двигателя. Но так как поршни мотоциклетных двигателей обычно выполняются из алюминиевого сплава, который обладает большим тепловым расширением, величина зазора между юбкой и цилиндром сильно изменяется после пуска и прогрева двигателя, а при перегреве двигателя зазор может совсем исчезнуть. Вследствие этого может произойти заклинивание поршня: поршень плотно прижмется к стенкам цилиндра и трение между ними увеличится настолько, что двигатель остановится. При сильном перегреве двигателя заклинивание поршня может привести к отрыву юбки поршня от его головки или к разрыву стержня шатуна.

Для уменьшения возможности заклинивания поршня в его юбке выполняются прорези, обеспечивающие ее упругость. Такой поршень в случае перегрева двигателя заклиниваться не будет, так как увеличение периметра юбки поршня будет компенсироваться за счет уменьшения ширины прорези. Поэтому при наличии прорези на юбке можно устанавливать минимальный зазор между поршнем и цилиндром у холодного двигателя. Однако наличие прорези ослабляет поверхность юбки, поэтому поршни всегда устанавливают прорезями в сторону той стенки цилиндра, на которую не передается давление юбки во время рабочего хода. Прорезь, идущая вниз по стенке юбки, выполняется наклонно. Это делается с целью равномерного износа стенки цилиндра, так как при вертикальном расположении прорези износ поверхности цилиндра, приходящейся против этой прорези, был бы меньше, чем износ остальной его поверхности.

Для уменьшения трения между поршнем и цилиндром и заедания поршня среднюю часть юбки делают овальной, причем малый диаметр овала поршня располагают по оси поршневого пальца. Это вызвано следующими соображениями:

1) Во время такта расширения поршень под действием давления газов прижимается к боковой стенке цилиндра и поэтому сечение поршня принимает форму овала, большой диаметр которого расположен по оси поршневого пальца.

2) Под действием давления газов днище поршня прогибается внутрь и юбка поршня расширяется внизу по оси поршневого пальца. Это происходит потому, что бобышки поршня, обычно связанные с днищем поршня ребрами, делают эту часть юбки более жесткой. Поэтому стенки юбки, не имеющие бобышек, являются более слабыми и деформируются в большей степени.

3) Днище поршня, нагреваясь, уводит в стороны бобышки. Так же как и в предыдущем (во втором) случае, менее жесткая часть юбки поршня деформируется и сечение поршня принимает овальную форму с увеличением размера юбки поршня по оси пальца.

У современных мотоциклетных двигателей днище поршня может быть выполнено плоским, выпуклым или вогнутым в зависимости от формы камеры сжатия, степени сжатия и системы распределения. Плоское днище имеет меньшую поверхность соприкосновения с газами, тепло меньше переходит в поршень с плоским днищем, а следовательно, и отвод тепла от газов будет меньше, чем у поршня с выпуклым или вогнутым днищем. Выпуклое днище, как и вогнутое, обладает большей жесткостью по сравнению с плоским.

У двухтактных двигателей иногда на днище поршня делается отражатель (рис. 23), предназначенный для направления потока горючей смеси, поступающей в цилиндр через продувочное окно, вверх, а также для вывода отработавших газов, поступающих сверху вниз, из цилиндра в выпускное окно.

Рис. 23. Поршень с отражателем.

При таком направлении потоков горючей смеси и отработавших газов уменьшается возможность их смешения, что в свою очередь обеспечивает хорошее наполнение цилиндров горючей смесью.

На рис. 24 представлен поршень двигателя мотоцикла М-72.

Рис. 24. Поршень с плоским днищем двигателя мотоцикла М-72.

Поршень имеет плоское днище и три канавки для поршневых колец. Верхние два кольца компрессионные, нижнее — маслосъемное.

Над верхним поршневым кольцом в головке сделана узкая глубокая выточка. Она представляет собой воздушный экран, отражающий поток тепла, идущий от днища поршня к поршневым кольцам. Недостатком головки С выточкой является то, что масло, попадающее в выточку, коксуется и вскоре кокс заполняет ее. При этом значение выточки как экрана уменьшается.

В нижней кольцевой канавке сделана сквозная прорезь. Соединение головки и юбки в этом случае осуществляется только боковыми стенками поршня над бобышками и ребрами бобышек. При этом количество тепла, поступающего от головки поршня к юбке, уменьшается и температура юбки значительно снижается, что позволяет устанавливать небольшой зазор между юбкой и цилиндром.

На нижнем краю юбки имеются два небольших выреза, которые предотвращают возможность удара по противовесам коленчатого вала при положении поршня в нижней мертвой точке. В бобышках поршня сделаны отверстия для поршневого пальца. В этих отверстиях выполнены канавки, в которые устанавливаются стопорные кольца, ограничивающие осевое перемещение поршневого пальца в отверстиях бобышек. Внутренне концы бобышек связаны с днищем поршня ребрами, увеличивающими жесткость бобышек.

Поршень двигателя мотоцикла М1А (рис. 25) имеет выпуклое днище, две канавки для поршневых колец и вырезы на нижней части юбки.

Рис. 25. Поршень с выпуклым днищем двигателя мотоцикла М1А.

Эти вырезы оставляют открытыми отверстия двух продувочных каналов, сообщающих кривошипную камеру с полостью цилиндра при положении поршня около нижней мертвой точки. Внутри каждой кольцевой канавки установлен штифт, предохраняющий кольцо от проворачивания в канавке. Каждая бобышка связана с днищем поршня ребром. В отверстиях бобышек имеются канавки для установки стопорных колец.

Поршень двигателя мотоцикла ИЖ-350 имеет такую же конструкцию, как поршень двигателя мотоцикла M1А. Отличается он тем, что в нем имеются три кольцевые канавки и разрез в юбке поршня.

Поршень двигателя мотоцикла М-75 (рис. 26) имеет выпуклое днище, на котором имеются углубления, предотвращающие удар поршня о клапаны при их перекрытии.

Рис. 26. Поршень с выпуклым днищем двигателя мотоцикла М-75.

В головке поршня сделаны три канавки: две для компрессионных колец и одна для маслосъемного. Для отвода масла от маслосъемного кольца внутрь поршня в нижней кольцевой канавке и на фаске под нею выполнены отверстия.

Поршневой палец

Поршневой палец служит для соединения поршня с шатуном. Он представляет собой полый цилиндрический стержень, проходящий через отверстия в малой головке шатуна и в бобышках поршня. Поршневой палец для уменьшения его веса обычно выполняется полым.

Диаметр его должен быть значительным для создания достаточной опорной поверхности и уменьшения износа как пальца, так и отверстий поршня и шатуна.

По способу крепления поршневые пальцы делятся на закрепленные и плавающие.

Закрепленными называются пальцы, которые закреплены или в бобышке поршня, или в большой головке шатуна. Этот способ крепления в настоящее время почти не применяется, так как поршневые пальцы при таком способе крепления вращаются или во втулке большой головки шатуна, или в бобышках. При этом относительная скорость вращения их будет велика и соответственно будет велик и их износ.

В настоящее время наибольшее распространение получили плавающие пальцы. Плавающими называются пальцы, осевое перемещение которых ограничено пружинными замками, расположенными с торцов пальца, или заглушками, которыми пальцы могут опираться на зеркало цилиндра. Плавающие пальцы отличаются от закрепленных небольшим и равномерным износом поверхности, так как палец вращается как во втулке поршневой головки, так и в отверстиях бобышек и относительная скорость вращения его незначительна.

Поршневой палец выполняется из стали, наружная поверхность его цементируется. Для упрощения производства осевое сверление в пальцах часто делают цилиндрическим, но в некоторых случаях для увеличения прочности стенки пальца в средней его части делают более толстыми.

На рис. 27 показан поршневой палец 1 двигателя мотоцикла М-72.

Рис. 27. Крепление поршневого пальца двигателя мотоцикла М-72: 1 — поршневой палец; 2 — пружинный замок; 3 — поршень; 4 — шатун; 5 — стенка цилиндра.

Он представляет собой полый цилиндрический стержень, длина которого менее диаметра поршня. От осевого перемещения палец удерживается пружинными замками, заправленными в кольцевые выточки, выполненные в отверстиях бобышек поршня. Пружинный замок выполнен из стальной проволоки, согнутой по дуге, радиус которой несколько больше радиуса кольцевой выточки в бобышке поршня. Оба конца проволоки загнуты к центру дуги. Так как глубина кольцевой выточки в бобышке равна половине толщины кольца, выступающая из выточки часть кольца является упором для торца поршневого пальца. Загнутые внутрь концы проволоки служат для вставки и выемки замка.

Такого типа стопорные кольца отличаются простотой изготовления. Недостатком их является сравнительно быстрая разработка кольцевых канавок в отверстии бобышек. Во время работы двигателя торец поршневого пальца, соприкасаясь с стопорным кольцом, провертывает его в кольцевой канавке, что вызывает быстрый износ канавки.

Поршневой палец двигателя мотоцикла ИЖ-350 имеет полый палец, удерживаемый от осевого перемещения стопорным кольцом, входящим в выточки в отверстиях бобышки.

Иногда стопорные кольца имеют прямоугольное сечение. В этом случае соприкосновение торца пальца с замком происходит по всей плоскости торца, вследствие чего уменьшается трение кольца о стенки канавки, а следовательно, уменьшается и износ канавки.

В некоторых двухтактных двигателях для фиксации поршневого пальца от осевого перемещения применяются заглушки (рис. 28, а).

Рис. 28. Поршневой палец с заглушками: а — поршневой палец с двумя заглушками; 6 — поршневой палец с одной заглушкой; 1 — поршневой палец; 2 — заглушка.

Заглушки выполняются из мягкого металла — меди или алюминия. Это делается для того, чтобы как можно меньше изнашивались стенки цилиндра, на которые опираются заглушки, так как истирание цилиндра заглушками нарушит его цилиндрическую поверхность, что приведет к большему прорыву газов в картер.

На рис. 28, б показана установка заглушки в поршневом пальце двигателя мотоцикла Л-300. Заглушки вставлены в палец и закреплены в нем шпилькой. Грибок заглушки выступает за поверхность пальца и опирается на плоскость бобышки. Таким образом, перемещение пальца в одну сторону ограничивается упором грибка заглушки в стенку цилиндра, а в другую — упором выступающей части грибка заглушки в поверхность бобышки. Радиус грибка бобышки несколько меньше, чем радиус стенки цилиндра. Это обеспечивает наличие клиновидного зазора между заглушкой и стенкой цилиндра, что облегчает создание масляной пленки между ними.

Заглушки увеличивают жесткость пальца, но вместе с тем они увеличивают его общий вес, что для быстроходных мотоциклетных двигателей нежелательно.

Поршневые кольца

Поршневые кольца, устанавливаемые в кольцевых канавках поршня, выполняются из чугуна и служат для создания уплотнения между поршнем и цилиндром и для сбора избыточного масла с зеркала цилиндра. Поэтому поршневые кольца делятся на компрессионные и маслосъемные.

Компрессионные кольца (рис. 29) устанавливаются в верхних канавках поршня и имеют обычно прямоугольное сечение.

Рис. 29. Поршневые кольца: а — с косым замком; б — с прямым замком; в — со ступенчатым замком.

Уплотнение зазора между поршнем и цилиндром осуществляется за счет собственной упругости кольца, которое прижимается к цилиндру с усилием 0,5–1 кг/см^2. Кроме того, уплотнению способствуют газы, проникающие через зазор к тыльной части кольца и прижимающие его к зеркалу цилиндра с усилием до 30 кг/см^2. Компрессионные кольца размещены в канавках с зазором от 0,05 до 0,1 мм. Зазор между тыльной частью кольца и днищем кольцевой канавки в рабочем состоянии достигает 0,4–0,6 мм, в результате чего поршень не опирается на тыльную поверхность кольца.

На рис. 30 представлены различные формы маслосъемных колец.

Рис. 30. Маслосъемные кольца: а — со сквозными шлицами; б — со сквозными шлицами и канавкой; в — с отверстиями и канавкой.

Во всех случаях на поверхности маслосъемных колец имеются отверстия, выполненные иногда в виде сквозных шлицев (рис. 30, а). Кроме сквозных шлицев, на поверхности кольца иногда делается кольцевая канавка (рис. 30, 6), при наличии которой увеличивается возможность отвода масла к шлицам и через них в кольцевую канавку. На маслосъемных кольцах некоторых типов имеется канавка, в которой вместо сквозных шлицев выполнены сквозные отверстия (рис. 30, в). Масло, снимаемое маслосъемными кольцами, проходит через эти отверстия (шлицы) в кольцевую канавку, откуда отводится через дренажные отверстия внутрь поршня. На некоторых поршнях под канавкой маслосъемного кольца делается выточка с отверстиями, через которые масло, снимаемое кольцом с зеркала цилиндра, также отводится внутрь поршня.

В процессе работы двигателя кольца подвергаются воздействию газов, имеющих высокую температуру. Наружная поверхность кольца постоянно скользит по поверхности зеркала цилиндра, многократно изменяя свою скорость от 0 до 15–20 м/сек.

Поршневые кольца должны отвечать следующим требованиям: плотно прилегать к цилиндру, оказывать на стенки цилиндра равномерное удельное давление по всей окружности, быть долговечными и почти не изменять свою упругость в процессе работы.

Все эти требования должны быть соблюдены в процессе производства, но сохранение упругости и долговечность кольца во многом зависят также от режима работы двигателя; перегрев двигателя, применение несоответствующей смазки, конденсация горючего на стенках цилиндра сильно уменьшают срок службы колец.

Наиболее часто встречающимся дефектом колец является их коксование, когда масло поступает в зазоры между перегретым кольцом и канавкой поршня и там коксуется. Коксованию в большей степени подвержены верхние кольца, температура которых доходит до 300–350 °C.

Для надевания на поршень в кольце сделан поперечный разрез, который называется замком кольца. Форма замка бывает различной, но в основном для мотоциклетных двигателей применяются замки трех типов: косые, прямые и ступенчатые (рис. 29).

Косым замком называется такой, при котором кольцо имеет разрез под углом 45°. Кольца с прямым замком имеют разрез по образующей.

Для двухтактных мотоциклетных двигателей, например для двигателя мотоцикла К1Б, часто применяются кольца со ступенчатым замком, причем ступень у них служит для упора в штифт, предохраняющий кольцо от проворачивания. Двигатели мотоциклов ИЖ-350 и М1А опираются на штифт боковыми гранями углублений, выполненных на внутренних стенках колец у стыка. Зазор в замке должен быть выполнен таким, чтобы при любой высокой температуре в замке всегда имелся некоторый минимальный зазор. Если у кольца в процессе работы двигателя за счет теплового расширения выберется весь зазор, то кольцо настолько плотно прижмется к зеркалу цилиндра, что движение его будет затруднено.

На практике величина зазора холодного кольца устанавливается обычно в зависимости от диаметра цилиндра и достигает 0,0006-0,0015 диаметра цилиндра.

Для уменьшения утечки газов через замки последние располагают таким образом, чтобы удлинить путь газов, т. е. замки соседних колец располагают один от другого под углом 120° (для трех колец) или 180° (для двух колец).

Износ поршневых колец приводит к увеличению расхода масла. Это вызывается увеличением количества масла, перетекающего через неплотность между кольцами и стенкой цилиндра, а также насосным действием колец, которое сказывается все в большей степени по мере их износа.

Рассмотрим насосное действие поршневых колец. При движении поршня вниз кольца за счет трения о зеркало цилиндра прижимаются к верхней стенке кольцевой канавки. Масло, собираемое кольцами, поступает в зазор между нижней частью кольца и стенкой канавки и заполняет зазор между днищем канавки и тыльной стороной кольца.

При движении поршня вверх кольцо прижимается к нижней стенке кольцевой канавки. Часть млела из нижнего зазора выталкивается в тыльный зазор и оттуда в верхний зазор. При новом движении поршня вниз масло из верхнего зазора перетекает в зазор между поршнем и цилиндром и т. д. Таким образом, масло постепенно перекачивается в рабочую полость цилиндра.

Насосное действие, особенно заметное у изношенных колец, характеризуется наличием большого количества белого дыма при выхлопе.

На мотоциклетных двигателях поршневых колец обычно три: два компрессионных и одно маслосъемное. На быстроходных двигателях иногда число колец уменьшают до двух: одного компрессионного и другого маслосъемного. Уменьшение числа колец снижает потери на трение, так как у быстроходных двигателей сжатие и рабочий ход продолжаются недолго и утечка газов через неплотности в кольцах поэтому незначительна.

3. Шатун

Шатун соединяет поршень с коленчатым валом и передает последнему давление газов. В зависимости от числа цилиндров двигателя, их расположения и формы коленчатого вала применяются шатуны в основном двух типов: одинарные и сдвоенные. Сдвоенные шатуны в свою очередь подразделяются на вильчатые и прицепные. Кроме того, шатуны отличаются по устройству большой головки: с целой или разъемной головкой. Малая головка всегда выполняется целой.

Во время работы двигателя шатун сжимается силой давления газов во время хода сжатия и рабочего хода. В конце хода выпуска и начале хода впуска поршень и связанные с ним поршневой палец и верхняя головка шатуна стремятся по инерции продолжать поступательное движение и растягивают шатун, связывающий их с коленчатым валом. Кроме действующих на шатун сил давления газов и сил, стремящихся растянуть шатун при изменении направления движения поршня, на шатун действуют также силы в плоскости его качания около поршневого пальца. При перемещении шатуна из одного бокового положения в другое он стремится продолжать свое движение в плоскости качания. Этому будет препятствовать кривошип, с которым связана большая головка шатуна, и поэтому шатун будет прогибаться в средней своей части в направлении качания. Исходя из этих условий работы, к шатунам предъявляются следующие требования:

1) Минимальный вес при максимальной прочности. Это достигается подбором соответствующего материала для изготовления шатуна и приданием шатуну формы, обеспечивающей ему высокую прочность. Обычно шатуны выполняются из высококачественной стали, а иногда из легкого сплава.

2) Минимальные размеры головок шатуна. Это необходимо для уменьшения их веса. Кроме того, при небольших размерах малой головки облегчается расположение головки между бобышками поршня и соединение ее с поршневым пальцем.

3) Шатун должен иметь плавные переходы как от головок к стержню, так и в самом сечении стержня. Это необходимо для увеличения прочности шатуна, так как при резких переходах возможность разрушения шатуна увеличивается.

4) Шатун должен иметь максимально обтекаемую форму, особенно у высокооборотных двигателей, так как в этом случае уменьшается сопротивление воздуха движению шатуна в картере двигателя.

На рис. 31 показано устройство шатуна двигателя мотоцикла М-72.

Рис. 31. Шатун двигателя мотоцикла М-72: 1 — малая головка; 2 — стержень шатуна; 3 — большая головка; 4 — выемка для выхода масла вверх; 5 — бронзовая втулка.

Шатун отштампован из стали. В его малую головку запрессована бронзовая втулка, через которую проходит поршневой палец. Для подвода масла к втулке в нижней части малой головки шатуна просверлены два отверстия. Стержень шатуна двутаврового сечения. Большая головка шатуна неразъемная и опирается на шатунную шейку через роликовый подшипник. Ролики подшипника соприкасаются непосредственно с внутренней поверхностью большой головки. Поэтому для получения прочного, мало изнашивающегося слоя внутренняя поверхность головки цементирована. Стержень шатуна не цементируется, так как в процессе работы двигателя он воспринимает большие нагрузки. Цементированный же слой стали при этом может дать трещину. На боковой поверхности большой головки выполнена небольшая выемка, которая при сборке шатуна с коленчатым валом должна быть обращена вверх. Эта выемка служит для вытекания масла из шатунного подшипника и интенсивного разбрызгивания масла в верхней части картера.

Шатун двигателя мотоцикла М-72 обладает тем недостатком, что при износе внутренней поверхности большой головки он должен быть заменен. Кроме того, цементация только рабочей поверхности большой головки шатуна усложняет производство шатунов, так как в этом случае перед цементацией необходимо омеднение всей нерабочей его поверхности.

Конструкция шатунов двигателей мотоциклов M1А и ИЖ-350 в основном аналогична конструкции шатуна двигателя мотоцикла М-72.

На рис. 32 показан шатун, выполненный из алюминиевого сплава, с разъемной большой головкой.

Рис. 32. Шатун из алюминиевого сплава.

Нижняя крышка головки — стальная и имеет ребро жесткости и две шпильки, которые проходят через отверстия в верхней половине головки. Крепление нижней половины головки к верхней осуществляется гайками, навертываемыми на шпильки. В большой головке устанавливаются тонкостенные вкладыши.

Разъемной большая головка выполнена потому, что шатунные шейки коленчатого вала имеют щеки, выполненные с ними за одно целое. Монтаж шатунов с неразъемной головкой на таком коленчатом валу невозможен.

На рис. 33 показано устройство сдвоенных вильчатых шатунов двухцилиндрового двигателя.

Рис. 33. Сдвоенный шатун.

Большая головка одного шатуна раздвоена и имеет форму вилки. Для увеличения жесткости обе половины вилки связаны между собой перемычкой. Шатун опирается на шатунный палец коленчатого вала через два роликовых подшипника. Наружными обоймами этих роликовых подшипников являются две стальные термические обработанные втулки, запрессованные в обе половины вилки большой головки. Между половинами вилок шатуна вводится большая головка другого шатуна, имеющая обычную форму. Большая головка второго шатуна также опирается на шатунный палец через роликовый подшипник. Оба шатуна выполнены из стали и имеют стержни двутаврового сечения.

В остальном сдвоенные вильчатые шатуны ничем не отличаются от устройства ранее описанных шатунов.

Большие головки шатунов опираются на шатунные шейки (пальцы) коленчатого вала через подшипники качения (роликовые и игольчатые) или через подшипники скольжения (вкладыши или втулки, покрытые внутри антифрикционным сплавом).

На ряде современных, особенно многоцилиндровых, мотоциклетных двигателей в большой головке шатуна устанавливаются подшипники скольжения. Это вызвано желанием отказаться от составного коленчатого вала, в конструкции которого имеются некоторые недостатки (о чем будет сказано ниже), а также тем, что роликовые подшипники имеют повышенный износ, обусловленный многооборотностью современного мотоциклетного двигателя.

Ролики подшипника большой головки шатуна вследствие центробежной силы, вызываемой вращением кривошипа вокруг оси коленчатого вала, стремятся удалиться от центра вращения и давят на сопряженные с ним детали. При больших числах оборотов коленчатого вала современных мотоциклетных двигателей давление, вызываемое роликами, может достигнуть такой величины, что будет вытеснена пленка масла и наступит быстрый износ роликов и рабочих поверхностей деталей, составляющих роликовый подшипник большой головки шатуна.

Подшипник скольжения этому недостатку не подвержен, но он требует больше смазки и более чувствителен к недостатку масла, чем роликовый подшипник. Поэтому рабочая часть подшипника скольжения покрывается сплавом, способном в некоторой степени аккумулировать в своей поверхности масло. Таким сплавом является свинцовистая бронза, алюминий и др. В некоторых случаях, когда шатун и его нижняя крышка выполняются из алюминиевого сплава, вкладыши не применяются и рабочими поверхностями подшипника служат непосредственно поверхности шатуна и нижней крышки его.

Достоинством роликовых подшипников являются небольшие потери на трение, незначительный износ при нормальных нагрузках, а также неприхотливость к смазке. Смазка должна быть умеренной, так как чрезмерная смазка повышает трение и вызывает перегрев подшипников.

Основными недостатками роликовых подшипников являются большие габариты и невозможность их разъема. Большие габариты подшипников требуют в свою очередь увеличения размеров большой головки шатуна. Невозможность разъема подшипников затрудняет их монтаж на коленчатом валу, что в свою очередь усложняет устройство коленчатого вала.

В некоторых случаях на двухтактных двигателях в качестве шатунных подшипников применяют игольчатые. Игольчатые подшипники дают большие потери на трение, чем обычные роликовые. Это вызвано тем, что игольчатые подшипники имеют радиальный зазор, как у обычного подшипника скольжения. При положении роликов в ненагруженной части подшипника скорость вращения их уменьшается до минимальной. При входе ролика в нагруженную часть подшипника скорость его вращения постепенно доходит до максимальной. Разгон ролика от минимальной до максимальной скорости происходит со скольжением, что и вызывает увеличение потерь на трение.

Роликовые и игольчатые подшипники находят наибольшее применение в больших головках шатуна, так как они хорошо выдерживают ударные нагрузки.

Шариковые подшипники в больших головках шатунов не применяются, так как на подшипник вредно действуют резко меняющиеся по величине и направлению усилия, в результате чего шарик сильно деформируется и, следовательно, подшипник быстро выходит из строя.

4. Коленчатый вал

Основное назначение коленчатого вала — преобразование возвратно-поступательного движения поршня во вращательное, а силы давления газов на поршень в крутящий момент.

Во время работы двигателя на коленчатый вал действуют центробежные силы, а также переменные нагрузки от давления газов и силы инерции. Таким образом, во время работы коленчатый вал подвержен большим нагрузкам постоянного и переменного характера. Переменные, резко меняющиеся нагрузки вызывают изгиб и закручивание коленчатого вала.

Коленчатые валы мотоциклетных двигателей должны отвечать следующим требованиям:

1) Быть прочными, долговечными и достаточно легкими.

2) Изготовляться с большой точностью и из материала, обеспечивающего небольшой износ коренных и шатунных шеек.

3) Снабжаться противовесами для уравновешивания двигателя и загрузки коренных подшипников, чтобы уменьшить действия центробежных сил.

4) Иметь обтекаемую форму для уменьшения потерь на вращение.

Прочность и долговечность коленчатого вала при достаточной легкости достигаются изготовлением его из качественной стали. Форма элементов коленчатого вала и способы их соединения играют здесь большую роль. При легкости коленчатого вала уменьшается общий вес двигателя, а также уменьшается нагрузка на коренные подшипники.

Наличие противовесов на коленчатых валах мотоциклетных двигателей вызвано необходимостью уравновесить центробежные силы вращающихся частей коленчатого вала и силы инерции возвратно-поступательно движущихся частей.

При отсутствии противовеса неуравновешенные силы вращающихся частей, действуя на опоры коленчатого вала, а через них на картер двигателя и на его опоры, вызывают тряску двигателя, расположенного на упругих опорах. Это объясняется тем, что направление действия неуравновешенных центробежных сил постоянно меняется и опоры вала, а через них и опоры двигателя воспринимают нагрузку, переменную по направлению.

Точно так же неуравновешенные силы инерции возвратно-поступательно движущихся частей, действуя в плоскости осей цилиндров, вызывают тряску двигателя. Для уравновешивания этих сил массы противовеса располагают диаметрально противоположно массам шейки, шатунной шейки с шатуном и поршнем. Противовесы уменьшают воздействие центробежных сил и сил инерции на опоры коленчатого вала и таким образом разгружают подшипники.

Все коленчатые валы мотоциклетных двигателей можно разбить на две основные группы: составные и цельные.

Составным называется коленчатый вал, состоящий из отдельных частей, скрепленных между собой. Цельным называется коленчатый вал, выполненный из одного куска металла.

Составные валы делятся в свою очередь на разборные и неразборные. Наиболее распространены неразборные коленчатые валы, состоящие из двух маховиков, соединенных между собой шатунным пальцем. В центре каждого маховика установлены коренные пальцы.

Трудность соблюдения соосности коренных шеек при сборке является основным недостатком большинства составных коленчатых валов. Сборка составных коленчатых валов может быть произведена только при наличии специального приспособления.

Коленчатый вал двигателя мотоцикла М1А (рис. 34) состоит из двух маховиков с противовесами, полого шатунного пальца, двух коренных пальцев и крышек маховиков.

Рис. 34. Коленчатый вал двигателя мотоцикла М1А: 1 — коренной палец; 2 — боковая крышка маховика; 3 — маховик; 4 — шайба; 5 — ролики; б — шатунный палец; 7 — шатун.

Крышки, закрывая боковые углубления в маховиках, увеличивают их обтекаемость.

В маховиках имеются цилиндрические отверстия для шатунного и коренного пальцев.

На коренном и шатунном пальцах выполнены мелкие канавки, которые при запрессовке пальцев в маховик обеспечивают большую прочность посадки. Средняя, утолщенная часть шатунного пальца является беговой дорожкой для роликов шатунного подшипника.

Коленчатый вал двигателя мотоцикла ИЖ-350 (рис. 35) отличается от коленчатого вала двигателя мотоцикла M1А тем, что на его шатунном пальце нет выступающей беговой дорожки для роликов шатунного подшипника и канавок для более прочной посадки в отверстия маховика.

Рис. 35. Коленчатый вал двигателя мотоцикла ИЖ-350.

Более сложные коленчатые валы применяются для двигателей, у которых цилиндры расположены в ряд или один против другого. В качестве примера можно привести устройство коленчатого вала двигателя мотоцикла М-72 (рис. 36).

Рис. 36. Коленчатый вал двигателя мотоцикла М-72.

Этот вал составной, неразборный и состоит из передней щеки с противовесом и передней коренной шейкой; шатунного пальца шатуна левого цилиндра; средней щеки с двумя отверстиями для шатунных пальцев шатунов правого и левого цилиндров; шатунного пальца шатуна правого цилиндра; задней щеки с противовесом и задней коренной шейкой.

В передней коренной шейке имеется шпоночная канавка для крепления шестерни привода распределения. Крепление шестерни осуществляется шайбой, в которую упирается головка крепежного болта, ввертываемого в днище полой коренной шейки. На внешней поверхности шейки имеются три отверстия, в которые ввертываются винты, крепящие на ней маслосборный диск. Маслосборный диск служит для подачи масла в полость шатунного пальца. Шатунный палец представляет собой стальной стакан, своим отверстием направленный в сторону маслосборного диска. Одним концом он запрессован в отверстие передней щеми, а другим концом, имеющим днище, — в отверстие средней щеки. Шатунный палец шатуна правого цилиндра также запрессован в среднюю и заднюю щеки и его торцовое отверстие обращено в сторону заднего маслосборного диска. Задняя коренная шейка имеет конус со шпоночной канавкой для посадки маховика.

Крепление маховика осуществляется болтом, ввертываемым в торец коренного пальца. Головка болта от отвертывания удерживается стопорной шайбой.

5. Маховики и противовесы

В процессе работы двигателя маховик периодически (во время рабочего хода) накапливает живую силу, которая используется для поддержания равномерности хода двигателя, для трогания мотоцикла с места и совершения работы по впуску горючей смеси в цилиндры двигателя, сжатию ее и выпуску отработавших газов. Кроме того, живая сила маховика облегчает преодоление давления сжатия при запуске двигателя.

У мотоциклетных двигателей устройство и способы размещения маховиков на коленчатом валу многообразны. По устройству и размещению маховики в основном могут быть сведены к двум типам:

1) маховики, образующие собой щеки коленчатого вала;

2) маховики, вынесенные из картера и закрепленные на конце коленчатого вала.

Наибольшее распространение в мотоциклетных двигателях получили маховики, образующие собой щеки коленчатого вала. В центре маховиков расположены коренные пальцы. На некотором расстоянии от центра в маховиках выполнены отверстия для установки крепления в них шатунного пальца, связывающего оба маховика. При таком выполнении коленчатого вала маховики располагаются в картере двигателя, вследствие чего уменьшается внутренняя полость картера. Поэтому в данном случае увеличиваются габариты картера, так как маховики обладают значительным весом, а следовательно, и объемом для поддержания равномерности хода двигателя.

Примером маховика, расположенного вне картера и закрепленного на конце коленчатого вала, может служить маховик двигателя мотоцикла М-72. Маховик этого двигателя вынесен из картера двигателя и закреплен на заднем конце коленчатого вала путем посадки на конус со шпонкой и гайкой.

6. Картеры

Картер мотоциклетного двигателя служит опорой для основных деталей двигателя, а также для размещения масла. Внутренние детали двигателя защищаются стенками картера от действия внешней среды и от загрязнения. Для уменьшения веса картеры выполняются из алюминиевого сплава.

Картеры разделяются на сухие и мокрые. Сухими называются такие картеры, в которых находится минимальное количество масла, а весь запас масла хранится в масляном баке. Мокрыми называются картеры, в которых постоянно находится весь запас масла, необходимого для смазки двигателя.

Наибольшее преимущество имеют сухие картеры. Это объясняется следующим:

— масло находится в баке и непродолжительное время соприкасается с горячими стенками картера; следовательно, к трущимся поверхностям подается достаточно вязкое масло:

— масло непродолжительное время соприкасается с горячим воздухом в картере двигателя и поэтому мало окисляется; срок службы масла увеличивается, так как его качества сохраняются дольше.

По устройству картеры делятся на разъемные и неразъемные. Плоскость разъема картера обычно расположена перпендикулярно оси коленчатого вала.

К числу разъемных картеров относятся картеры двигателей мотоциклов M1А, ИЖ-350 и др.

На рис. 37 представлен картер двигателя мотоцикла М1А.

Рис. 37. Картер двигателя мотоцикла M1А: 1 — правая половина картера; 2 — левая половина картера; 3 — отсек коленчатого вала; 4 — отсек коробки передач; 5 — продувочные окна; 6 — пробка с контрольным стержнем для проверки уровня масла; 7 — шпилька для крепления цилиндра; 8 — отверстия для болтов крепления двигателя на раме.

Картер выполнен вместе с картером коробки передачи из алюминиевого сплава. В правой и левой половинах картера имеются гнезда для подшипников коленчатого вала и плоскость для установки цилиндра. Обе половины картера стягиваются болтами.

В отличие от картера двигателя мотоцикла М1А, картер двигателя мотоцикла М-72 (рис. 38) выполнен в одной отливке.

Рис. 38. Картер двигателя мотоцикла М-72: 1 — картер; 2 — крышка распределительных шестерен; 3 — передняя крышка; 4 — отверстие для шестерни привода масляного насоса; 5 — клапанная коробка; 6 — маслоналивная горловина; 7 — площадка для фланца цилиндра.

На передней стенке картера имеются гнезда для подшипников коленчатого вала и кулачкового валика и окно для ввода конца вала генератора с шестерней. На передней стенке картера выполнена также коробка распределения, в которой размещаются шестерни коленчатого вала, кулачкового валика и генератора. Коробка закрывается крышкой, на внешней стенке которой расположен прерыватель-распределитель, закрытый кожухом. Между бортами коробки и крышки установлена уплотняющая прокладка. Снизу картер закрывается поддоном, в котором имеется пробка для слива масла из картера. На левой стороне картера расположена плоскость крепления левого цилиндра и горловина для заливки масла в картер. С правой стороны картера также имеется плоскость для крепления правого цилиндра. В задней части картера имеется окно, через которое монтируется коленчатый вал с шатунами. Это окно закрывается фланцем, в центре которого расположено гнездо для заднего коренного подшипника. Картер крепится к раме двумя анкерными болтами, проходящими через отверстия в его нижней части.

Глава V

ГАЗОРАСПРЕДЕЛЕНИЕ

1. Процесс газораспределения

Газораспределением мотоциклетного двигателя называется периодическое действие впускных и выпускных органов, обеспечивающих наполнение цилиндров горючей смесью и удаление из них отработавших газов.

При рассмотрении рабочего процесса, происходящего в цилиндре двигателя, было выяснено, что для обеспечения максимального наполнения цилиндров горючей смесью и наилучшего освобождения цилиндров от отработавших газов, а следовательно, получения максимальной мощности впуск в цилиндры горючей смеси и выпуск отработавших газов должны быть строго согласованы (для каждого данного момента) с положением поршня в цилиндре двигателя.

Наполнение цилиндра горючей смесью и освобождение его от отработавших газов зависят не только от сопротивления каналов, по которым выходят из цилиндра газы и поступает в него свежая горючая смесь, но и от времени, отведенного на впуск горючей смеси и выпуск отработавших газов, и от момента начала и конца впуска и выпуска.

Период действия системы впуска и выпуска за один рабочий цикл, выраженный в градусах угла поворота коленчатого вала относительно мертвых точек, носит название фазы газораспределения.

В качестве примера можно привести фазы газораспределения двигателя мотоцикла М-72.

Начало впуска — 76° до ВМТ.

Конец впуска — 92° после НМТ.

Период впуска — 348°.

Начало выпуска — 116° до НМТ.

Конец выпуска — 52° после ВМТ.

Период выпуска — 348°.

Перекрытие клапанов — 128°.

2. Классификация газораспределения

Газораспределение мотоциклетных двигателей можно разбить в основном на две группы: клапанное и щелевое.

Клапанным называется такое газораспределение, при котором открытие и закрытие впускных и выпускных отверстий цилиндра двигателя осуществляется клапанами. Клапанное распределение наиболее распространено для четырехтактных мотоциклетных двигателей, так как оно отличается простотой изготовления и надежностью работы.

Щелевым называется такое газораспределение, при котором открытие и закрытие впускных и выпускных отверстий производится поршнями, движущимися в цилиндре двигателя. Впускные и выпускные отверстия носят название щелей или окон. Щелевое распределение также отличается простотой устройства. Щели (окна) и каналы служат для прохода горючей смеси из карбюратора, подачи ее в цилиндр двигателя и выпуска из цилиндра отработавших газов.

Основными недостатками щелевого газораспределения является неудобство смазки кривошипного механизма и недостаточное наполнение цилиндров горючей смесью.

Неудобство смазки заключается в том, что картер, в котором размещен кривошипный механизм, служит для предварительного сжатия в нем горючей смеси, поступающей затем в цилиндр двигателя. Поэтому наличие в картере запаса масла невозможно.

Недостаточное наполнение цилиндров горючей смесью происходит потому, что выталкивание отработавших газов из цилиндра осуществляется предварительно сжатой горючей смесью. При этом происходит смешение горючей смеси с отработавшими газами. Кроме того, часть хода поршня у нижней мертвой точки тратится на закрытие окон и поэтому некоторая часть объема цилиндра не используется.

3. Клапанное газораспределение четырехтактного двигателя

Во время работы четырехтактного двигателя впуск горючей смеси в цилиндр двигателя обеспечивается открытием впускного клапана, сообщающего рабочую полость цилиндра с карбюратором. По окончании впуска, который заканчивается обычно после нижней мертвой точки, начинается сжатие рабочей смеси в цилиндре двигателя. При этом оба клапана — как впускной, так и выпускной — должны быть полностью закрыты. Клапаны должны быть закрыты и после того, как поршень достигнет верхней мертвой точки, начнется такт расширения и поршень пойдет к нижней мертвой точке.

При подходе поршня к нижней мертвой точке открывается выпускной клапан и начинается выпуск отработавших газов из цилиндра. Поршень при своем дальнейшем перемещении от нижней мертвой точки к верхней будет выталкивать отработавшие газы во внешнюю среду. Когда поршень подойдет к верхней мертвой точке, выпускной клапан закроется и вновь начнет открываться впускной клапан.

Таким образом, впускной и выпускной клапаны должны быть открыты во время соответствующего такта. Поскольку такты четырехтактного двигателя повторяются через два оборота коленчатого вала, то и клапаны открываются один раз за два оборота коленчатого вала. Открытие и закрытие клапанов должны соответствовать определенным положениям поршня в цилиндре согласно фазам, принятым для данного двигателя.

Клапаны открываются при помощи толкателей, и закрываются пружинами, которые, действуя на стержень клапана, прижимают клапан к гнезду.

Клапанное газораспределение мотоциклетных двигателей разделяется по расположению кулачков на нижнее и верхнее. Кроме того, по расположению клапанов различается газораспределение с боковым, или нижним, расположением клапанов и газораспределение с подвесными клапанами, или верхним расположением клапанов.

Нижним называется такое газораспределение, при котором кулачки расположены в коробке газораспределения, находящейся сбоку картера двигателя и часто выполненной за одно целое с картером. Обычно привод к кулачкам осуществляется шестернями непосредственно от коленчатого вала. Нижнее газораспределение может быть выполнено как с боковым (нижним) расположением клапанов, так и с подвесными клапанами (верхним расположением клапанов).

Боковыми (или нижними) называются клапаны, расположенные сбоку цилиндра и направленные своими тарелками в сторону головки цилиндра.

На рис. 39 показано нижнее газораспределение с боковыми (или нижними) клапанами.

Рис. 39. Нижнее газораспределение с боковым расположением клапанов.

На конце коленчатого вала двигателя расположена ведущая шестерня газораспределения, которая входит в зацепление с двумя ведомыми шестернями. Ведомые шестерни жестко сидят на валиках, на которых выполнены кулачки. Над каждым кулачком расположен толкатель, нижним концом упирающийся в кулачок. Над толкателями расположены клапаны. Стержни клапанов, ходят в направляющих втулках. Нижние концы стержней связаны с помощью замков через тарелку клапана с пружиной. Верхний конец пружины опирается через опорную шайбу на тело цилиндра.

Нижнее газораспределение с боковыми (нижними) клапанами отличается простотой устройства. Кроме того, поступательно-движущиеся детали распределения (толкатель и клапан) имеют небольшой вес и поэтому допускают работу двигателя на больших оборотах.

Недостатком нижнего газораспределения с боковыми клапанами является недостаточное наполнение цилиндра двигателя горючей смесью, так как горючая смесь, перетекая из-под тарелки клапана в цилиндр, резко меняет направление своего движения.

Подвесными (или верхними) называются клапаны, расположенные в головке цилиндра и направленные своими тарелками в сторону поршня.

На рис. 40 представлено нижнее газораспределение с подвесными (верхними) клапанами.

Рис. 40. Нижнее газораспределение с подвесными клапанами.

В этом случае усилие от кулачков к клапанам передается через толкатели, штанги и коромысла. Валики коромысел вращаются в подшипниках, расположенных на головке цилиндра. Газораспределение с подвесными клапанами обеспечивает наилучшее наполнение цилиндров двигателя горючей смесью, так как горючая смесь, перетекая сверху из-под тарелки клапана в цилиндр, не меняет своего направления. Детали такого механизма газораспределения достаточно просты в производстве.

Недостатком газораспределения с подвесными клапанами является большой вес возвратно-поступательно движущихся деталей газораспределения, в котором основную величину составляет вес штанги. Эти детали обладают большой массой. Для уменьшения массы возвратно-поступательно движущихся деталей иногда в нижнем газораспределении применяют высоко, расположенные кулачки (рис. 41).

Рис. 41. Нижнее газораспределение с высоко расположенными кулачками и подвесными клапанами.

В этом случае усилие к кулачкам от коленчатого вала передается через систему шестерен. Следовательно, длина и масса штанги значительно уменьшаются.

Для того, чтобы свести к минимуму массу возвратно-поступательно движущихся деталей газораспределения и обеспечить хорошее наполнение цилиндра двигателя горючей смесью, применяют верхнее газораспределение.

Верхним называется такое газораспределение, при котором кулачки расположены над головкой цилиндра и воздействуют на клапаны через коромысла или (в редких случаях) непосредственно.

На рис. 42 показано верхнее газораспределение.

Рис. 42. Верхнее газораспределение.

Привод к клапанам осуществляется от коленчатого вала через нижнюю пару конических шестерен, вертикальный валик, верхнюю пару конических шестерен, кулачковый валик и коромысла.

Клапаны. Клапаны служат для открытия и закрытия впускных и выпускных окон цилиндра. Они являются наиболее ответственными деталями двигателя, так как условия их работы, особенно выпускного клапана, чрезвычайно тяжелы.

Во время сгорания рабочей смеси в цилиндре тарелки клапанов соприкасаются с горячими газами, температура которых доходит до 2000–2200 °C. Кроме того, выпускной клапан во время выпуска омывается отработавшими газами, средняя температура которых колеблется от 1000 до 1100 °C. Впускной клапан работает в более легких условиях, так как в период заполнения цилиндров он омывается холодной горючей смесью, которая отнимает от клапана значительное количество тепла, и температура впускных клапанов редко достигает 350–400 °C.

Кроме высоких тепловых нагрузок, клапаны подвержены значительным механическим нагрузкам от пружин, обеспечивающих плотную посадку клапана в гнездо, и от сил инерции.

В связи с тяжелыми условиями работы клапанов мотоциклетных двигателей к ним предъявляются следующие требования:

1) Высокая механическая прочность, сохраняемая при многократном нагреве (до 900 °C) и охлаждении.

2) Высокая противокоррозийная при высокой температуре в присутствии продуктов сгорания.

3) Большая жесткость клапана и его седла, обеспечивающая постоянную плотную посадку.

4) Отсутствие коробления клапана при перегревах.

5) Хороший отвод тепла от клапана.

Клапаны могут быть с плоской тарелкой и тюльпанообразные.

Клапаны с плоской тарелкой имеют головку плоской или несколько выпуклой формы (рис. 43, а).

Рис. 43. Клапаны: а — с плоской тарелкой; б — тюльпанообразный.

На боковой части тарелки выполнена. рабочая фаска обычно под углом 45°. Тарелка клапана имеет плавный переход к стержню. На конце стержня выполняется кольцевая выточка, которая служит для установки в нее замка, соединяющего клапан с пружиной. В центре тарелки клапана иногда выфрезеровывают паз для лезвия отвертки, при помощи которой осуществляется притирка рабочей фаски клапана к гнезду.

Торец стержня клапана, как правило, выполняется плоским, так как он обычно опирается на плоскую головку толкателя, ось которого параллельна оси клапана. Это обеспечивает полное соприкосновение обеих плоскостей и меньший их износ. В тех случаях, когда оси клапана и толкателя не параллельны, торец стебля клапана имеет сферическую форму. Так выполнен торец стержня клапана двигателя мотоцикла М-72. Сферическая форма торца обеспечивает касание клапана и толкателя в точке, расположенной близко к центру стержня, что уменьшает возможность перекоса клапана в направляющих втулках.

При клапанах с плоской тарелкой наблюдается недостаточно высокое наполнение цилиндров двигателя горючей смесью, так как вследствие недостаточно плавного перехода от стержня к тарелке под тарелкой создается завихрение, тормозящее поступление горючей смеси в цилиндр двигателя.

У некоторых двигателей применяются тюльпанообразные клапаны (рис. 43, б). Эти клапаны имеют более плавный переход от стержня к головке, что улучшает наполнение цилиндров горючей смесью. Но эти клапаны более применимы как впускные, так как при установке их на выпуск в углублении клапана создается завихрение продуктов сгорания, что в известной степени тормозит выход отработавших газов из цилиндра.

Тюльпанообразные клапаны обладают большой поверхностью соприкосновения с горячими газами, в результате чего температура тюльпанообразных клапанов несколько выше, чем у клапанов с плоской тарелкой.

Вследствие высоких тепловых и механических нагрузок клапаны подвержены серьезным дефектам, из которых наиболее часто наблюдается прогар фаски тарелки клапана и отрыв ее от стержня.

Прогар фаски клапана происходит в том случае, когда нарушается плотность посадки клапана. Нарушение плотности посадки может быть вызвано короблением тарелки клапанов, перекосом клапана, попаданием между фаской клапана и седлом каких-либо механических частиц (нагара, частиц металла и т. д.). В случае неплотной посадки раскаленные газы во время сгорания рабочей смеси в цилиндре с большой скоростью прорываются через неплотность между фаской и клапаном и выплавляют из седла и фаски частицы металла. В последующем прогар клапана резко увеличивается, так как проход для газов все более и более расширяется.

Замки клапанов служат для закрепления опорной шайбы клапанной пружины на стержне клапана. Они обычно состоят из двух половин, которые образуют конус с цилиндрическим сверлением в центре. Замок входит в коническое отверстие опорной шайбы, охватывая своей цилиндрической частью выточку, имеющуюся на стержне клапана.

Опорные шайбы (рис. 44) клапанных пружин служат для соединения клапанов с клапанными пружинами и представляют собой диск с коническим отверстием для замка посредине.

Рис. 44. Опорная шайба клапана: 1 — стержень клапана; 2 — опорная шайба; 3 — замок.

Чтобы пружина клапана располагалась симметрично относительно оси стержня клапана, на шайбе имеется центрующая выточка. Если на шайбу опираются две концентрично установленные пружины, для каждой из них сделана центрующая выточка.

Пружины служат для плотной посадки клапана в седло. Одним концом пружины опираются на опорную шайбу клапана, а другим — на тело цилиндра или его головки.

По своей форме пружины делятся на цилиндрические, конические и шпильчатые.

Наиболее распространены цилиндрические пружины.

Это обусловлено простотой их изготовления и достаточно надежной работой. При боковом расположении клапанов на каждом клапане устанавливается по одной пружине. В подвесных же клапанах обычно устанавливаются концентрично две пружины (рис. 45), причем обе навиты в разные стороны.

Рис. 45. Пружины подвесных клапанов: а — цилиндрическая; б — коническая, в — шпильчатые.

В случае поломки одной из пружин вторая будет продолжать работать, хотя и с большой перегрузкой. При этом витки поломанной пружины не смогут попасть между витками работающей пружины, так как они имеют разностороннюю навивку. Кроме того, две пружины, установленные на одном клапане, обладают меньшей высотой, чем одна пружина, при соответствующей упругости и высоте подъема клапана.

Иногда пружины выполняют с разным шагом навивки. Это делается с целью уменьшения вибрации пружин, так как каждый виток пружины имеет разную частоту собственных колебаний и поэтому попадание такой пружины в резонанс невозможно.

В тех случаях, когда пружины должны быть большой длины и с малым диаметром витков, применяют обычно конические пружины. Конические пружины обладают тем достоинством, что они при большой длине не выгибаются в сторону, как цилиндрические пружины, и не перекашивают при этом стержень клапана в его направляющей втулке.

При подвесных клапанах иногда применяются шпильчатые пружины (по две на каждый клапан). Эти пружины не подвержены резонансовым колебаниям и имеют небольшую высоту. Недостаток этих пружин заключается в том, что при поломке одной пружины вторая будет нагружать стержень клапана эксцентрично.

Толкатели мотоциклетных двигателей можно разделить в основном на следующие группы: тарельчатые, плоские, роликовые.

Тарельчатые толкатели (рис. 46, а) являются наиболее распространенными, так как они просты по устройству и долговечны.

Рис. 46. Толкатели мотоциклетных двигателей: а — тарельчатые; б — плоские; в — роликовые; 1 — толкатель; 2 — регулировочный болт; 3 — контргайка; 4 — тарелка толкателя; 5 — ролик; 6 — втулка; 7 — ось ролика.

Эти толкатели представляют собой цилиндрический стержень, на одном конце которого выполнена плоская тарелка, опирающаяся на кулачок. Для уменьшения износа тарелки ось толкателя смещена в сторону от оси симметрии кулачка. На другом конце стержня толкателя имеется резьба (наружная или внутренняя) для регулировочного винта или регулировочной головки.

Тарельчатые толкатели обладают тем недостатком, что для размещения их требуется много места. Это, естественно, несколько увеличивает габариты привода газораспределения. Поэтому в тех случаях, когда место для размещения головок толкателей ограничено, применяют плоские толкатели.

Плоские толкатели применяются в двигателе мотоцикла М-72 (рис. 46, 6). На конце стержня толкателя, обращенном в сторону кулачкового валика, имеется головка прямоугольного сечения. Выступающие в стороны грани головки ходят в направляющих пазах втулки толкателя, что не позволяет толкателю поворачиваться вокруг своей оси. Ширина поверхности головки соответствует ширине рабочей поверхности кулачка.

Такая форма толкателя в данном случае принята потому, что кулачки очень близко размещены друг от друга и установить тарельчатые толкатели невозможно.

Роликовые толкатели (рис. 46, в) имеют преимущество перед тарельчатыми и плоскими толкателями, так как по сравнению с ними они имеют меньшие потери на трение и износ; кроме того, в сравнении с тарельчатыми толкателями они имеют меньший габарит. Недостатком роликовых толкателей является больший вес, чем других толкателей.

Роликовый толкатель состоит из стержня толкателя, в нижней части которого выполнена вилка с отверстием для установки ролика. Ролик опирается на ось плавающей стальной втулки, сидящей свободно на оси и входящей в отверстие ролика. Плавающая втулка, вращаясь между роликом и осью, уменьшает их износ, так как скорость вращения ролика относительно оси значительно уменьшается. В верхней части стержня ввертывается регулировочный болт, на котором имеется контргайка, закрепляющая болт в необходимом положении. С одной стороны контргайки сделана сквозная прорезь. Нижняя часть контргайки выполнена в виде конуса. Такие контргайки при затягивании входят конической своей частью в коническое углубление в толкателе. При этом происходит обжатие контргайки и она плотнее обхватывает резьбу болта. При применении таких контргаек уменьшается возможность самопроизвольного изменения регулировки зазора между клапаном и толкателем.

Кулачки служат для плавного и быстрого подъема и посадки клапанов в гнезда. Быстрые подъем и посадка клапанов дают возможность увеличить наполнение цилиндров двигателя горючей смесью, так как при медленном подъеме клапанов проходное сечение их возрастает медленно, что в свою очередь тормозит поступление в цилиндры горючей смеси. При плавном подъеме и посадке клапанов уменьшаются силы инерции клапана, поэтому подъем и посадка не сопровождаются стуками клапана о гнездо и головку толкателя.

Большую роль в работу механизма газораспределения играет форма кулачков. Форма и высота кулачков подбираются таким образом, чтобы обеспечивалось максимальное наполнение цилиндров двигателя горючей смесью.

При работе двигателя кулачок воздействует на толкатель, между кулачком и головкой толкателя возникает трение, что в свою очередь вызывает перекос толкателя в его направляющей, а также износ кулачка у головки толкателя. Для уменьшения вредного действия сил трения на износ деталей механизма распределения в мотоциклетных двигателях применяются следующие меры:

— ось толкателя смещается относительно оси симметрии кулачка;

— ось толкателя располагается под углом к оси клапана;

— между кулачком и толкателем устанавливается промежуточный рычаг.

Смещение оси толкателя относительно оси симметрии кулачка применяется при тарельчатых толкателях. Кулачок, выполненный за одно целое с шестерней привода, воздействует на тарельчатый толкатель, ось которого смещена влево от оси симметрии кулачка. При этом кулачок опирается большей частью своей поверхности на правую половину тарелки толкателя. Во время работы двигателя усилие, возникающее на правой половине тарелки, будет больше, чем на левой, и толкатель во время каждого подъема будет поворачиваться на некоторый угол. Таким образом, следующий удар кулачка придется на новый участок поверхности тарелки толкателя, и поэтому износ тарелки будет равномерным по всей поверхности.

Расположение оси толкателя под углом к оси клапана применяется на двигателе мотоцикла М-72. Ось клапана и ось толкателя расположены под некоторым тупым углом, и касание торца клапана приходится несколько выше центра головки регулировочного винта толкателя. Во время работы двигателя распределительный валик вращается против хода часовой стрелки. Кулачок набегает на толкатель снизу, и за счет трения между кулачком и толкателем последний перекашивается в направляющей втулке. Но по мере перемещения толкателя и клапана между их торцами также возникает усилие, которое стремится опрокинуть толкатель в направлении, противоположном действию усилий на толкатель от кулачка, поэтому перекос толкателя в его направляющей сводится к минимуму.

При установке между кулачком и толкателем промежуточного рычага кулачок скользит по выступу промежуточного рычага и поднимает клапан.

Поверхность промежуточного рычага подбирается такой, чтобы толкатель не испытывал при подъеме боковых усилий. Поверхность головки толкателя выполняется сферической.

4. Газораспределение двухтактных двигателей

Применяемое у двухтактных мотоциклетных двигателей щелевое распределение может быть разделено по способу продувки цилиндров свежей горючей смесью на три основные группы: с поперечной продувкой цилиндров, с петлевой продувкой и с прямоточной продувкой цилиндров.

Щелевым распределением с поперечной продувкой цилиндров называется такое распределение, при котором выталкивание отработавших газов из цилиндра свежей горючей смесью осуществляется в основном поперек цилиндра, причем для лучшей очистки цилиндра и лучшего наполнения его поток свежей горючей смеси на своем пути сначала поднимается к. головке цилиндра, а затем опускается к выпускному окну.

На рис. 47, а представлена простейшая схема щелевого распределения с петлевой продувкой цилиндров, применяемая у двигателя мотоцикла К1Б.

Рис. 47. Схемы двухтактных двигателей с симметричным распределением: а — схема продувки с отражателем; б — схема продувки с плоским поршнем; в — диаграмма распределения; 1 — выпускное окно; 2 — отражатель поршня; 3 — продувочный канал.

Сжатая в кривошипной камере горючая смесь поступает по продувочному каналу 3 в цилиндр двигателя. Ударяясь об отражатель 2 поршня, горючая смесь поднимается и затем у противоположной стенки цилиндра опускается. При этом через выпускное окно 1 отработавшие газы, а также часть горючей смеси выходит наружу. Такая схема продувки не экономична и не обеспечивает хорошего наполнения цилиндра двигателя, так как горючая смесь при поступлении в цилиндры частично перемешивается с отработавшими газами, а частично выбрасывается с ними наружу. Выбрасывание части горючей смеси вместе с отработавшими газами в выхлопную трубу происходит вследствие того, что выпускное окно, открываемое ранее продувочного для предварительного освобождения цилиндра от отработавших газов и при ходе поршня вверх на такте сжатия, закрывается позднее продувочного.

Для улучшения наполнения цилиндров следовало бы закрывать выпускное окно несколько ранее, но при имеющейся схеме кривошипного механизма это невозможно. Поэтому при петлевой продувке увеличение наполнения цилиндров, а следовательно, и увеличение мощности обеспечиваются улучшением освобождения цилиндров от остаточных газов. В основном улучшение очистки цилиндров достигается увеличением сечения продувочных и выпускных окон и подбором угла наклона оси окон относительно оси цилиндра.

На рис. 47, б представлена схема щелевого распределения с петлевой продувкой цилиндра двигателя мотоцикла M1А. Два продувочных окна расположены диаметрально противоположно, и оси этих окон пересекаются в точке, находящейся на некотором расстоянии от стенки цилиндра. Выпускное окно расположено между продувочными. Потоки горючей смеси, поступающей при продувке из кривошипной камеры через продувочные окна, встречаются около стенки цилиндра. Поднимаясь затем по стенке, противолежащей выпускному окну, поток горючей смеси освобождает от отработавших газов камеру сжатия и потом, опускаясь по противоположной части стенки цилиндра, выталкивает отработавшие газы наружу.

При петлевой и поперечной продувке как начало открытия, так и конец закрытия поршнем какого-либо из окон происходит в момент, когда поршень находится на определенном расстоянии от мертвой точки. В этом случае угол поворота коленчатого вала от начала открытия окна до мертвой точки равен углу поворота от мертвой точки до конца закрытия окна. Фазы распределения таких двигателей называются симметричными.

На рис. 47, в представлена диаграмма симметричных фаз распределения.

Как было указано ранее, при движении поршня от ВМТ на такте расширения вначале открывается выпускное, а затем продувочное окно. Соответственно при движении поршня от нижней мертвой точки на такте сжатия вначале закрывается продувочное окно, а затем выпускное. При этом находящаяся в цилиндре двигателя рабочая смесь в период от момента закрытия продувочного до момента закрытия выпускного окна выталкивается поршнем в выпускную трубу.

Чтобы повысить экономичность и увеличить наполнение цилиндров горючей смесью, необходимо обеспечить открытие выпускного окна ранее окна продувочного для своевременной очистки цилиндров от продуктов сгорания и вместе с тем обеспечить закрытие выпускного окна ранее окна продувочного, т. е. осуществить различный сдвиг фаз продувки и выпуска — создать несимметричные фазы.

Наиболее распространенным способом, дающим возможность получения несимметричных фаз продувки и выпуска, является применение двухпоршневых двигателей прямоточной продувки с П-образным расположением цилиндров, имеющих общую камеру сжатия. На рис. 48, б приведена схема устройства такого двигателя с так называемым вильчатым шатуном.

Рис. 48. Схема двухтактного двигателя с несимметричным распределением: а — диаграмма распределения; б — схема устройства П-образного двухпоршневого двигателя; 1 — выпускное окно; 2 — продувочное окно; 3 — впускное окно.

Как видно из рисунка, поршни движутся каждый в своем цилиндре с некоторым отставанием или опережением один относительно другого. Когда впускной поршень подходит к нижней мертвой точке, он находится выше выпускного и продувочное окно 2 открыто частично, в то время как выпускное окно 1 открыто полностью. После прохождения нижней мертвой точки выпускной поршень начинает опережать впускной. Как видно из рисунка, при закрытом выпускном окне продувочное окно еще остается открытым, т. е. в отличие от двигателей с симметричными фазами распределения выпуск оканчивается раньше продувки и наполнение цилиндра горючей смесью продолжается после закрытия выпускного окна.

Такая схема продувки при прочих равных условиях обеспечивает лучшую экономичность и большую мощность двигателя, чем симметричные фазы распределения двухтактного двигателя.

Применение вильчатого шатуна в данном случае необязательно. Смещение фаз распределения в двигателях подобного типа может быть достигнуто применением двух несколько смещенных один относительно другого кривошипов (рис. 49), установкой одного основного шатуна со вторым прицепным, двух сцепленных между собой коленчатых валов со смещенными кривошипами и другими способами.

Рис. 49. Схема установки золотника впуска.

С целью дальнейшего улучшения рабочего процесса двухтактных двигателей несимметричные фазы выпуска и продувки в дорожных мотоциклах обычно сочетаются с несимметричной фазой впуска, а в двигателях гоночных мотоциклов иногда устанавливается нагнетатель.

Наиболее распространенным способом получения несимметричной фазы впуска является установка золотника. На рис. 49 показана схема устройства золотника впуска одного из двухтактных двигателей.

Карбюратор соединяется с внутренней полостью золотника, вращающегося с помощью шестерни, приводимой во вращение другой шестерней, непосредственно сидящей на коленчатом валу двигателя. В боковой поверхности золотника сделано окно, которое во время вращения может сообщаться с внутренней полостью картера двигателя. Золотник устанавливается таким образом, что впуск начинается вскоре после окончания продувки и заканчивается после верхней мертвой точки, т. е. впуск заканчивается так же, как у двигателя с симметричной фазой впуска.

На рис. 48, а приведены фазы распределения П-образного двигателя с золотником впуска. Сравнивая протяженность фазы впуска данного двигателя и двигателя с симметричной диаграммой распределения (рис. 47), видим, что протяженность фазы впуска двигателя с золотником больше на 35° и впуск начинается при большей скорости движения поршня, а это также способствует улучшению наполнения цилиндра двигателя горючей смесью.

Следует отметить, что, несмотря на лучшую экономичность и большую литровую мощность, двухтактные двигатели с несимметричными фазами распределения не получили на дорожных мотоциклах такого широкого распространения, как обычные двухтактные двигатели с щелевым распределением с симметричными фазами распределения. Причиной этого является значительная сложность их конструкции, вызываемая применением сдвоенных цилиндров и золотника.

Надежность четырехтактных двигателей вследствие их меньшей термической напряженности является более высокой, чем надежность двухтактных.

На рис. 50 представлен двухтактный двигатель мотоцикла С2Б с объемом 250 см^3; двумя парами сдвоенных цилиндров и с двумя коленчатыми валами, соединенными между собой с помощью шестерен.

Рис. 50. Двигатель С2Б.

Подача горючей смеси в этом двигателе происходит с помощью нагнетателя. Нагнетатель в сочетании с несимметричной фазой распределения обеспечивает получение весьма высокой литровой мощности двигателя (более 150 л. с. на один литр рабочего объема). Однако поршень выпускного цилиндра этого двигателя находится в весьма тяжелых температурных условиях. Двигатели такого типа находят ограниченное применение; они применяются только на рекордных мотоциклах, не рассчитанных на длительную работу.

5. Система выпуска

Система выпуска служит для отвода отработавших газов из цилиндров двигателя наружу и для уменьшения шума, возникающего при выходе газов.

Во время работы двигателя отработавшие газы к моменту своего выхода из цилиндра имеют давление до 4–5 кг/см^2 и среднюю температуру 1000–1200 °C. За счет раннего открытия выпускного клапана давление в цилиндре двигателя к моменту перехода поршня к нижней мертвой точке понижается до 1,2 кг/см^2. Следовательно, за короткий промежуток времена, от момента начала выпуска до подхода поршня к нижней мертвой точке, т. е. за 50–80° поворота коленчатого вала, из цилиндра двигателя должно выйти примерно 75 % всего количества отработавших газов. И только после этого начинается принудительное выталкивание поршнем оставшихся в цилиндре газов, уже находящихся под более низким давлением, чем в начале выпуска.

Колебания давления в системе выпуска, вызывающие сильный шум, уничтожаются глушителями, применяемыми в системе выпуска.

Уничтожение шума газов при выпуске достигается следующими способами: расширением газов, расчленением потока газов на мелкие струи, многократным поворотом потока газов в глушителе и дросселированием потока газов.

В глушителях мотоциклов обычно используются все эти способы глушения шума выпуска в сочетании между собой.

Глушители, устанавливаемые на мотоциклах, должны иметь небольшое гидравлическое сопротивление. При увеличении сопротивления глушителя ухудшается наполнение цилиндров двигателя горючей смесью и, следовательно, понижается мощность двигателя, так как при большом сопротивлении глушителя в цилиндре остается значительное количество отработавших газов. В зависимости от гидравлического сопротивления глушители мотоциклетных двигателей поглощают примерно от 2 до 5 % мощности двигателя.

На рис. 51 представлена система выпуска двигателя мотоцикла М-72.

Рис. 51. Система выпуска двигателя мотоцикла М-72: 1 — наконечник глушителя; 2 — сердцевина глушителя; 3 — выпускные трубы; 4 — соединительная труба; 5 — глушители.

Она состоит из двух выпускных труб, расположенных по обеим сторонам мотоцикла, двух глушителей и трубы, соединяющей между собой выпускные трубы. Соединение выпускных труб улучшает глушение шума, так как выходящие из одного цилиндра отработавшие газы проходят через оба глушителя.

Отработавшие газы, поступающие из выпускной трубы в глушитель, проходят через большое количество мелких отверстий во внутреннюю трубу глушителя.

Встретив на своем пути перегородку, установленную во внутренней трубе, газы через отверстия опять выходят в полость, заключенную между корпусом глушителя и внутренней трубой. Встречая здесь перегородку, разделяющую полость между корпусом глушителя и внутренней трубой, газы снова через отверстия входят во внутреннюю трубку, откуда опять возвращаются в полость между корпусом и внутренней трубой. Затем газы через наконечники глушителя выходят наружу.

Аналогично работают и глушители мотоциклов M1А и ИЖ-350.

На гоночных мотоциклах для улучшения наполнения цилиндров двигателя горючей смесью и уменьшения затраты мощности на выпуск отработавших газов применяются мегафоны (рис. 52).

Рис. 52. Мегафон.

6. Декомпрессоры

Декомпрессоры служат для понижения давления сжатия на период, необходимый для разгона маховика во время пуска двигателя при помощи пускового механизма. Понижение давления осуществляется двумя способами.

Первый способ заключается в подъеме выпускного клапана и удержании его в поднятом состоянии. Этот способ применяется на четырехтактных двигателях.

Второй способ состоит в открытии на некоторое время декомпрессионного клапана, сообщающего камеру сжатия с внешней средой, что обеспечивает выход из цилиндра горючей смеси на такте сжатия и рабочего хода поршня. В результате открытия клапана на этих тактах давление сжатия в цилиндрах значительно понижается и проворачивание коленчатого вала облегчается. Такой способ понижения давления сжатия применяется на двухтактных двигателях.

Декомпрессоры, устанавливаемые на мотоциклетных двигателях, можно разделить на эксцентриковые и клапанные.

Эксцентриковый декомпрессор (рис. 53, а) имеет следующее устройство.

Регулировочная гайка толкателя снабжена фланцем. Под фланцем регулировочной гайки находится палец, эксцентрично сидящий на валике, проходящем через стенку клапанной коробки. На внешнем конце валика установлен рычажок, конец которого связан с тросом, идущим к ручному рычагу, расположенному у рукоятки руля.

На двухтактных двигателях применяются клапанные декомпрессоры (рис. 53, б).

Рис. 53. Декомпрессоры: а — эксцентриковый декомпрессор; 1 — фланец; 2 — эксцентрик; б — клапанный декомпрессор.

При эксплуатации мотоцикла необходимо следить за тем, чтобы декомпрессионное приспособление обеспечивало плотное закрытие выпускного и декомпрессионного клапанов. Это достигается установлением необходимого зазора между фланцем регулировочной гайки толкателя и рычагом или эксцентриком декомпрессора, а также оболочкой троса и упором клапана.

Величина зазора характеризуется величиной свободного хода ручного рычага декомпрессора.

7. Нагнетатели

Для наилучшего использования объема и очистки цилиндра от остаточных газов иногда на двигателях применяют нагнетатели, сжимающие горючую смесь и подающие ее в цилиндр двигателя во время продувки. Нагнетатели подают в цилиндры на всех режимах работы двигателя большее количество горючей смеси под повышенным давлением, что увеличивает снимаемую с двигателя мощность и его приемистость.

Нагнетатели мотоциклетных двигателей разделяются на поршневые и лопаточные.

Поршневые нагнетатели получили на мотоциклах незначительное распространение вследствие того, что они имеют большой вес и объем, детали же поршневого нагнетателя, имеющие возвратно-поступательное движение, увеличивают неуравновешенность двигателя.

На рис. 54, а показана простейшая схема поршневого нагнетателя, устанавливаемого на двухтактном двигателе.

Рис. 54. Нагнетатели поршневые: а — поршневой нагнетатель, изменяющий объем картера двигателя с симметричной диаграммой газораспределения; 6 — поршневой нагнетатель, изменяющий объем картера двигателя с несимметричной диаграммой газораспределения; в — поршневой нагнетатель с золотниковым клапаном; г — поршневой нагнетатель с пластинчатым клапаном.

Нагнетатель сострит из поршня, цилиндра и шатуна, соединяющего поршень нагнетателя с коленчатым валом. Поршень соединен с коленчатым валом, таким образом, что при перемещении поршня двигателя к верхней мертвой точке поршень нагнетателя опускается, что увеличивает объем кривошипной камеры, в результате чего в камеру всасывается через карбюратор большее количество горючей смеси. При перемещении поршня двигателя к нижней мертвой точке поршень нагнетателя поднимается, что уменьшает объем кривошипной камеры и значительно повышает давление сжимаемой в ней горючей смеси. При открывании продувочного канала сжатая в кривошипной камере смесь поступает в цилиндр двигателя и выталкивает оттуда отработавшие газы. Подобного рода нагнетатель улучшает продувку, но не повышает экономичность двигателя, так как при продувке большое количество рабочей смеси выходит из цилиндра.

На рис. 54, 6 представлена схема нагнетателя, устанавливаемого на двухтактном двигателе с несимметричными фазами распределения. Цилиндр нагнетателя расположен сбоку кривошипной камеры. Поршень нагнетателя соединен шатуном с коленчатым валом двигателя.

Как и в предыдущем случае, при перемещении поршней цилиндров к верхней мертвой точке поршень нагнетателя входит в цилиндр, что увеличивает Объем кривошипной камеры и обеспечивает, таким образом, поступление из карбюратора большего количества горючей смеси. При перемещении поршней цилиндров к нижней мертвой точке объем кривошипной камеры уменьшается, давление горючей смеси в ней значительно повышается и после открытия продувочного окна происходит интенсивная продувка цилиндров. При данной схеме нагнетателя экономичность и литровая мощность двигателя повышаются.

На рис. 54, г показана схема поршневого нагнетателя, подающего горючую смесь непосредственно в цилиндр двигателя. Цилиндр нагнетателя установлен сбоку картера двигателя, поршень нагнетателя соединен шатуном с коленчатым валом двигателя. Камера сжатия цилиндра нагнетателя через пластинчатый клапан соединяется с патрубком карбюратора. Продувочный канал сообщает также камеру сжатия нагнетателя с цилиндром-двигателя.

При перемещении поршней двигателя к верхней мертвой точке поршень нагнетателя перемещается к нижней мертвой точке и из карбюратора в цилиндр нагнетателя поступает горючая смесь через пластинчатые клапаны. При перемещении поршней цилиндров к нижней мертвой точке горючая смесь в цилиндре нагнетателя сжимается и после открытия впускного окна поступает из цилиндра нагнетателя в цилиндры двигателя. При такой схеме нагнетателя предотвращается поступление горючей смеси в картер двигателя и обеспечивается возможность применения принудительной системы смазки подшипников коленчатого вала.

Так как пластинчатые клапаны, служащие для впуска горючей смеси в цилиндр нагнетателя, обладают значительным сопротивлением, на мотоциклетных двигателях иногда применяют поршневые нагнетатели с золотниковым распределением, которое обеспечивает лучшее наполнение цилиндров горючей смесью.

На рис. 54, в показана схема поршневого нагнетателя с золотниковым распределением.

Цилиндр нагнетателя сообщается посредством золотника с карбюратором, а продувочным каналом — с впускным цилиндром двигателя. Поршень нагнетателя соединен шатуном с коленчатым валом нагнетателя, который в свою очередь системой шестерен соединен с коленчатым валом двигателя.

При перемещении поршней двигателя к верхней мертвой точке поршень нагнетателя перемещается к нижней мертвой точке и через отверстия золотника в цилиндр нагнетателя поступает из карбюратора горючая смесь. При перемещении поршней двигателя к нижней мертвой точке поршень нагнетателя сжимает в цилиндре горючую смесь и после открытия продувочного окна нагнетает ее в цилиндры двигателя.

На гоночных мотоциклах ГК-1 и С2Б применены лопаточные нагнетатели (рис. 55).

Рис. 55. Лопаточный нагнетатель: 1 — корпус нагнетателя; 2 — ротор нагнетателя; 3 — лопатки ротора.

Нагнетатель состоит из корпуса, в котором эксцентрично расположен ротор с пазами для лопаток. Лопатки нагнетателя соединены со ступицами, которые вращаются на своей оси на шарикоподшипниках. Каждая лопатка, перемещаясь от входного отверстия к выходному, освобождает за собой постепенно увеличивающийся объем рабочей полости нагнетателя, и под действием разрежения в полость поступает из карбюратора горючая смесь. Одновременно каждая лопатка выталкивает находящуюся перед ней в полости между стенками корпуса и ротора горючую смесь.

При подходе лопатки к выходному каналу нагнетателя объем полости уменьшается и горючая смесь сжимается. Сжатая в нагнетателе горючая смесь поступает затем через кривошипные камеры и продувочные каналы в цилиндры двигателя. Нагнетатель сжимает горючую смесь до давления 1,6 кг/см^2.

Установка лопаточных нагнетателей на мотоциклах значительно усложняет устройство двигателя, вследствие чего использовать их на дорожных мотоциклах нецелесообразно.

Нагнетатели этого типа нашли применение только на гоночных мотоциклах.

8. Установка фаз газораспределения и регулировка клапанов

Установка распределения имеет целью привести моменты открытия и закрытия клапанов в соответствие с диаграммой фаз распределения. Обычно установка фаз распределения проводится при сборке двигателя по меткам на шестернях распределения. Последовательность установки распределения и приемы выполнения отдельных операций зависят от конструкции двигателя; подробно они описаны в заводских инструкциях.

Рассмотрим установку фаз газораспределения на двигателе мотоцикла М-72 (рис. 56).

Рис. 56. Установка фаз газораспределения двигателя мотоцикла М-72.

Вращая коленчатый вал, устанавливают ведущую шестерню распределения так, чтобы метка на шестерне была вверху. После этого вводят шестерню распределительного валика в зацепление с ведущей шестерней, чтобы метки на шестернях совпали.

Для того чтобы пружины могли плотно закрывать клапаны, между клапаном и толкателем или ударником коромысла в холодном состоянии должен быть так называемый температурный зазор. В противном случае клапаны, нагреваясь и удлиняясь, при закрытом положении будут опираться на тыльные части кулачков (непосредственно или через детали привода).

Величина зазора зависит от типа и конструкции двигателя, от конструкции механизма распределения. В выпускных клапанах, имеющих более высокую температуру, зазор устанавливается несколько большей величины, чем в впускных клапанах. Величина зазора определяется заводом-изготовителем и указывается в заводской инструкции. Нормальный зазор между клапанами и толкателями обеспечивает получение номинальной мощности двигателя.

В процессе эксплуатации установленные зазоры могут изменяться вследствие износа или осадки седла клапана или его тарелки, износа кулачка и т. д. Поэтому зазоры необходимо периодически проверять и регулировать согласно заводской инструкции. Для первоначальной установки зазоров и периодического их восстановления в эксплуатации у мотоциклетных двигателей имеются специальные регулировочные болты или винты. Зазоры устанавливаются, как правило, на холодных двигателях.

Во время работы двигателя температура клапана и цилиндра повышается и зазоры между клапаном и толкателем или коромыслом изменяются вследствие различия коэффициентов линейного расширения и температуры материалов, из которых изготовлены клапан, цилиндр, толкатель и штанги.

При нижнем расположении клапанов зазоры у работающего двигателя будут меньше, чем у холодного, так как в этом случае клапан нагревается в большей степени, чем цилиндр, в результате чего и расширение клапана будет больше, чем у цилиндра.

При верхнем расположении клапанов и нижнем приводе зазоры у работающего двигателя будут больше, чем у холодного, так как в этом случае цилиндры в результате нагрева удлиняются на большую величину, чем штанги, соединяющие толкатели с коромыслом. За счет удлинения цилиндра при нагревании опора средней части коромысла поднимается и ударник коромысла отходит от торца клапана на большую величину, чем величина удлинения клапана в результате нагрева.

При верхнем расположении клапанов и верхнем приводе зазоры у работающего двигателя уменьшаются, так как в этом случае величина зазоров зависит только от изменения длины стержня клапана.

Зазоры между клапанами и толкателями двигатели мотоцикла М-72 регулируются в следующем порядке:

1. Отвернуть болты крышек клапанных коробок и снять крышки и прокладки.

2. Вращая пусковым механизмом коленчатый вал, установить перекрытие клапанов у одного цилиндра двигателя. Так как перекрытие клапанов (когда оба клапана открыты) происходит при положении поршня в верхней мертвой точке в конце такта выпуска и в начале такта впуска, то у другого цилиндра двигателя поршень будет также находиться в верхней мертвой точке, но в конце такта сжатия и в начале рабочего хода, т. е. у другого цилиндра клапаны будут закрыты.

3. Установить зазоры клапанов другого цилиндра (клапаны которого закрыты), для чего:

а) ослабить контргайку регулировочного болта;

б) вращая регулировочный болт и пользуясь щупом, установить зазор 0,1 мм между головкой регулировочного болта и стержнем клапана;

в) удерживая регулировочный болт, затянуть контргайку;

г) проверить величину зазора.

4. Вращая коленчатый вал пусковым механизмом, установить перекрытие уже отрегулированных клапанов. Затем выполнить те же операции с первым цилиндром.

5. Поставить на место прокладки и крышки клапанных коробок и завернуть болты.

У двигателей других мотоциклов, имеющих верхние клапаны с нижним приводом, регулировка зазоров осуществляется обычно регулировочным винтом, ввернутым в конец коромысла против стержня толкателя. Для регулировки зазора необходимо поршень установить в верхней мертвой точке на такте сжатия, освободить контргайку и, вращая регулировочный винт, установить нужный зазор. После этого закрепить контргайку и снова проверить зазор.

9. Основные неисправности механизма распределения и уход за ним

Во время работы двигателя клапанное распределение должно обеспечивать своевременное открытие и закрытие клапанов и плотную их посадку в седла. Нарушение этих условий может быть вызвано только неисправностью механизма.

Неисправности механизма распределения вызываются следующими причинами: некачественным изготовлением и монтажом деталей распределения, несвоевременным уходом за деталями распределения, неправильной эксплуатацией мотоцикла.

Во время монтажа деталей распределения необходимо следить за тем, чтобы все детали по внешнему виду были вполне исправными, чтобы зазоры между сопряженными деталями и тепловые зазоры между клапаном и толкателем соответствовали заводским. Затяжка контргайки регулировочного болта должна исключать самоотвертывание контргайки и изменение зазоров. Рабочая фаска клапана должна плотно садиться в седло по всей окружности. Жесткость пружины не должна быть пониженной.

Чтобы возможно дольше сохранить работоспособность деталей распределения и свести к минимуму их неисправности, необходимо строго придерживаться правил ухода за системой распределения. Эти правила в основном заключаются в следующем: периодически очищать клапаны от нагара и притирать их, периодически проверять тепловые зазоры между клапаном и толкателем.

Очищать клапаны от нагара и притирать их следует через 5000 км пробега. Нагарообразование на клапанах вызывается недоброкачественностью горючего, избыточным поступлением масла в цилиндры, неправильной регулировкой карбюратора. При правильной эксплуатации мотоцикла на выпускном клапане обычно нет нагара, так как температура его тарелки высокая и при этом масло и смолы, попадающие на клапан, сгорают. Образование нагара на впускном клапане зависит в основном от содержания смол в горючем. Во время такта впуска содержащиеся в горючем смолы оседают на горячей тарелке впускного клапана и, коксуясь, образуют плотный нагар на верхней части стержня и нижней поверхности тарелки. В результате плотность посадки тарелки клапана в седле нарушается.

Плотность посадки клапана в гнезде может быть нарушена и в результате коробления клапана вследствие перегрева, а также вследствие попадания частиц нагара на поверхность рабочей фаски клапана.

При небольших повреждениях рабочей поверхности клапана и седла плотность и правильная посадка клапана восстанавливаются притиркой.

Притирка клапанов производится после снятия головки цилиндра и очистки клапанов от нагара. Для притирки клапан вынимают из направляющей, устанавливают на стержень под тарелку клапана слабую пружину, которая, опираясь на направляющую втулку клапана, может держать его открытым, и намазывают рабочую фаску клапана притирочной пастой. Притирочная паста приготовляется из мелкого наждачного порошка, смоченного моторным маслом.

После подготовки клапана к притирке устанавливают его на место и, нажимая отверткой в паз на тарелке, поворачивают клапан в седле. После каждого поворота несколько уменьшают нажим на клапан, чтобы пружина приподняла клапан над седлом, и поворачивают клапан в обратном направлении на меньший угол. Это делается для того, чтобы во время притирки клапан постепенно поворачивался вокруг своей оси и притирка была равномерной по всей поверхности. Притирка заканчивается, когда рабочая фаска тарелки клапана и седло будут иметь ровную без пятен матовую поверхность. После притирки клапан и седло промываются керосином. Затем проверяется плотность посадки.

Для проверки плотности посадки клапана наносят на его рабочей фаске несколько штрихов карандашом и, слегка нажимая на клапан, поворачивают его в седле. При хорошей притирке все штрихи должны быть стерты.

Тепловые зазоры проверяются также через 5000 км пробега.

Проверка производится щупом при положении поршня данного цилиндра в верхней мертвой точке на такте сжатия.

Изменение тепловых зазоров может наступить и значительно ранее, но это вызывается в основном не естественным износом деталей, а недостаточной затяжкой контргайки регулировочного болта и проседанием седла клапана во время работы.

При неправильной эксплуатации мотоцикла наблюдается перегрев двигателя и перегрев деталей механизма распределения. Перегрев деталей распределения вызывает коробление тарелок клапанов, особенно выпускных, проседание седла и значительное понижение прочности материала клапанов. Кроме того, резко повышается износ направляющих втулок и усиливается заедание клапанов во втулках. Все это снижает срок службы мотоцикла и требует ремонта и замены деталей.

При небольшом короблении клапана или прогаре его рабочая поверхность восстанавливается шлифовкой и последующей притиркой.

Глава VI

ОХЛАЖДЕНИЕ

1. Условия охлаждения мотоциклетных двигателей

Охлаждение двигателя служит для поддержания на различных режимах такой температуры его деталей, при которой обеспечивается нормальная работа двигателя.

Для нормальной работы двигателя необходимо, чтобы средняя рабочая температура его деталей не превышала следующих пределов: тарелки выпускного клапана 600–700 °C; головки цилиндра воздушного охлаждения 230–260 °C; головки цилиндра водяного охлаждения 120–150 °C; стенок цилиндра воздушного охлаждения 140–180 °C; стенок цилиндра водяного охлаждения 90—110 °C; днища алюминиевых поршней 200–250 °C; днища чугунных поршней 300–400 °C.

Так как средняя температура газов, омывающих внутри цилиндра указанные детали, значительно выше, то для поддержания нормальной работы двигателя необходимо отводить от этих деталей излишек тепла, получаемый ими от газов. Излишек тепла отводится от двигателя в основном стенками и головками цилиндра и в незначительной степени стенками картера двигателя. От стенок картера тепло отводится воздухом, омывающим картер при движении мотоцикла.

От головки и стенок цилиндра тепло может быть отведено воздухом (при воздушном охлаждении) или жидкостью (при водяном охлаждении).

На подавляющем большинстве мотоциклетных двигателей имеется воздушное охлаждение. Для увеличения поверхности охлаждения, а следовательно, лучшего охлаждения, головка и стенки цилиндра снабжены ребрами. Иногда на мотоциклах применяются двигатели с жидкостным охлаждением (рис. 57).

Рис. 57. Схема жидкостного охлаждения: 1 — радиатор; 2 — трубопроводы; 3 — рубашка цилиндра.

В этом случае цилиндр окружен рубашкой охлаждения, в которой циркулирует жидкость, отнимающая тепло от стенок цилиндра. Нагретая от стенок головки цилиндра жидкость поступает в радиатор, где охлаждается.

Количество тепла, отводимого от двигателя, зависит от ряда причин, наиболее важными из которых являются следующие: температура охлаждающего воздуха (воды); скорость обтекания охлаждающим воздухом (водой) поверхности головки и цилиндра; степень завихрения охлаждающего воздуха (воды) и состояние поверхности цилиндра и головки.

Количество тепла, перетекающего от горячих газов к стенке цилиндра, пропорционально разности температур газов и стенок цилиндра и поэтому при воздушном охлаждении тепло отводится от газов хуже, чем при водяном, так как стенки цилиндров при воздушном охлаждении имеют среднюю температуру 140–180 °C, а при водяном охлаждении 90—110 °C.

При воздушном охлаждении от двигателя отводится 15–20 %, а при водяном — 20–30 % всего тепла, получаемого при сгорании горючего в цилиндре, причем 2–5 % тепла отводится воздухом от картера двигателя.

Изменение температуры охлаждающего воздуха (воды) соответственно изменяет температуру стенок и головки цилиндра, что в свою очередь изменяет количество отводимого тепла. Значительное отклонение температуры стенок и головки цилиндра от норм, указанных ранее, ухудшает работу двигателя.

Уменьшение отвода тепла, вызываемое повышением температуры охлаждающего воздуха (воды), загрязнением наружной поверхности стенок цилиндра, а также увеличение количества нагара в головке двигателя, на поршне и клапанах приводят к перегреву деталей двигателя. При этом ухудшается наполнение цилиндров двигателя, так как горючая смесь, нагреваясь от горячих стенок цилиндра, занимает больший объем, а ее весовое количество в цилиндре уменьшается. Кроме того, рабочая смесь может нагреться от внутренних стенок головки и цилиндра до температуры самовоспламенения, что вызовет самопроизвольную вспышку в цилиндре. Самопроизвольная вспышка рабочей смеси в цилиндре двигателя ведет к неравномерной работе двигателя со стуком.

Перегретый двигатель работает обычно с повышенной детонацией, так как сжимаемая в цилиндре рабочая смесь сильно нагревается от стенок цилиндра и головки. При повышенной температуре рабочей смеси горючее образует с кислородом воздуха неустойчивые соединения, которые сгорают в цилиндре двигателя со взрывной скоростью. При таком сгорании быстро повышающееся давление в цилиндре двигателя вызывает характерные резкие стуки.

При перегреве двигателя наблюдаются, кроме того, разложение и коксование масла. При температуре 200–250 °C масло теряет свои смазочные свойства и, коксуясь в зазорах между кольцами и кольцевыми канавками, вызывает заклинивание кольца в их канавках.

Кроме того, при перегреве двигателя наблюдается понижение механической прочности его деталей, чрезмерный их износ и заедание.

Чрезмерный отвод тепла от цилиндров двигателя также неблагоприятно отражается на его работе. При переохлаждении двигателя наблюдается конденсация горючего на стенках цилиндра, стук и неравномерное сгорание горючего.

Горючая смесь, поступающая в цилиндр двигателя, соприкасаясь с холодными стенками цилиндра, конденсируется и осаждается на них в виде пленки. Эта пленка смывает со стенок цилиндра масло. Масло разжижается горючим и стекает с ним в картер двигателя. Под действием конденсированного горючего вязкость масла, находящегося в картере двигателя, уменьшается.

Таким образом, переохлаждение двигателя вызывает повышенный износ поршневых колец, поршня и цилиндров, подшипников и других деталей двигателя.

У переохлажденного двигателя сгорание в цилиндре двигателя происходит медленнее, чем у перегретого. Это объясняется, во-первых, тем, что в данном случае образуется бедная горючая смесь, которая горит медленно, и, во-вторых, тем, что капельки горючего, находящиеся в рабочей смеси во взвешенном состоянии, горят только по своей поверхности, что замедляет сгорание.

2. Влияние режима работы и регулировки двигателя на количество отводимого тепла

Мотоциклетные двигатели воздушного охлаждения работают в условиях переменных нагрузок и переменной скорости обдува двигателя воздухом. Поэтому количество отводимого от цилиндров тепла должно быть достаточным для сохранения в пределах нормы температуры основных деталей двигателя.

При работе на холостом ходу тепло от цилиндров двигателя передается воздуху. С течением времени температура цилиндров может увеличиваться выше нормы, так как количество тепла, отводимого от ребер двигателя воздухом, будет меньше, чем количество тепла, получаемого ими от газов. Поэтому при работе двигателя на месте рекомендуется прогревать двигатель несколько ниже нормальной температуры, чтобы в начале движения, когда скорость мотоцикла мала, а нагрузка на двигатель увеличилась, часть тепла затрачивалась на подогрев двигателя и остальная часть отводилась воздухом.

В последующем, когда скорость мотоцикла будет высокой, охлаждение двигателя зависит от обдува и нагрузки двигателя. Так, например, при работе двигателя с прикрытым дроссельным золотником во время движения по хорошей дороге с большой скоростью охлаждение цилиндров двигателя будет наиболее эффективным.

Это объясняется тем, что нагрузка двигателя вследствие малого сопротивления движению невелика, количество тепла, передаваемого газами, небольшое, а скорость обдува двигателя значительна.

При дросселировании двигателя передача тепла от газов в стенки цилиндра уменьшается в большей степени, чем передача тепла от цилиндра воздуха, вследствие понижения скорости движения мотоцикла. При этом условия охлаждения улучшаются и температура стенок цилиндра понижается.

Наиболее тяжелой будет работа двигателя при полном открытии дроссельного золотника, особенно во время движения по дороге с большим сопротивлением (подъем, грязь, встречный ветер и т. д.). В этом случае двигатель сильно перегревается.

Установка более раннего зажигания вызывает повышение температуры и давления газов в цилиндре двигателя, а следовательно, и количества тепла, передаваемого стенкам цилиндра. Одновременно с этим уменьшается температура выпускных газов, так как чем раньше сгорает рабочая смесь, тем большее количество тепла передается стенкам цилиндра. Это повышение количества тепла, передаваемого стенкам, у мотоциклетных двигателей в известной степени компенсируется повышением мощности и оборотов коленчатого вала двигателя в результате увеличения угла опережения зажигания. При этом скорость движения мотоцикла увеличится, а также увеличится и передача тепла от стенок цилиндра воздуху.

Обогащение рабочей смеси до определенного предела улучшает охлаждение двигателя, так как при этом понижается средняя температура цикла и уменьшается количество тепла, передаваемого от газов стенкам цилиндра. Понижение средней температуры цикла происходит вследствие того, что при недостатке воздуха в сгорании участвует не все горючее и, кроме того, часть тепла, получаемого во время сгорания, тратится на испарение и нагрев горючего, не участвующего в сгорании из-за недостатка кислорода. В практике это часто используют для понижения температуры цилиндра двигателя при движении по тяжелым участкам дороги или с большой скоростью. Но в этом случае рабочая смесь должна обогащаться только за счет увеличения (подачи горючего, а не за счет уменьшения подачи воздуха.

Обеднение рабочей смеси до определенного предела также улучшает охлаждение двигателя, т. е. при обеднении смеси происходит уменьшение передачи тепла от газов к стенкам цилиндра двигателя. Это объясняется тем, что часть тепла затрачивается на нагревание избыточного воздуха, не принимающего участия в сгорании.

Увеличение степени сжатия несколько повышает среднюю температуру цикла, так как рабочая смесь, сжатая в камере небольшого объема, сгорает при повышенных температуре и давлении. Но при этом количество тепла, передаваемого от газов стенкам камеры сгорания, снижается вследствие того, что поверхность камеры имеет уменьшенный объем. Однако температура и давление газов в конце хода расширения у двигателей с повышенной степенью сжатия получается более низкой, чем у двигателей с обычной степенью сжатия. Объясняется это тем, что при подходе поршня к нижней мертвой точке газы в цилиндре двигателя расширяются в большей, чем обычно, степени.

Таким образом, уменьшение поверхности камеры сжатия, увеличение скорости сгорания и большое расширение отработавших газов в цилиндре двигателя приводят к тому, что при повышенной степени сжатия средняя температура стенок цилиндра и головки понижается.

Но беспредельно повышать степень сжатия нельзя. Основной причиной, ограничивающей увеличение степени сжатия, является детонация, при которой одновременно с понижением температуры выпускных газов наблюдается перегрев стенок камеры сжатия вследствие местного повышения температуры.

3. Воздушное охлаждение

У мотоциклетных двигателей воздушного охлаждения передача тепла от стенок цилиндра воздуху происходит через ребра цилиндра. Для улучшения охлаждения наибольшее количество ребер располагается обычно у головки цилиндра, так как в этой части цилиндр подвергается большему температурному воздействию. Поэтому ребра у головки цилиндра делаются с большей поверхностью, чем ребра, удаленные от нее.

В зависимости от положения цилиндра относительно направления потока воздуха расположение ребер на цилиндре может быть различным. Наиболее распространено кольцевое расположение ребер, расположение ребер отдельными выступами в шахматном порядке или в ряд и продольное расположение ребер.

В первых двух случаях плоскость ребер может быть параллельна потоку воздуха, обдувающего цилиндр, или наклонна к нему.

Наиболее часто применяется кольцевое расположение ребер. Это объясняется тем, что цилиндры с кольцевым расположением ребер просты в изготовлении. При вертикальном расположении цилиндра поток обдувающего воздуха параллелен плоскости ребер, но так как обычно у мотоциклов цилиндры расположены под углом с целью уменьшения общей высоты двигателя, то кольцевые ребра располагаются к направлению потока воздуха также под некоторым углом.

Расположение ребер отдельными выступами в шахматном порядке на поверхности цилиндра (рис. 58) увеличивает передачу тепла за счет увеличения поверхности ребер и большего завихрения между ними воздуха.

Рис. 58. Цилиндр с расположением ребер отдельными выступами (в шахматном порядке).

В результате большое количество тепла отводится от выпускного клапана и патрубка, выполненных на передней стороне цилиндра. Кроме того, при таком расположении ребер улучшается использование воздушного потока, омывающего цилиндры двигателя.

У двигателя мотоцикла М1А ребра цилиндров имеют кольцевое расположение, ширина ребер на передней и задней стороне цилиндра увеличена (рис. 59).

Рис. 59. Цилиндр двигателя М1А.

Это сделано для того, чтобы поддержать температуру цилиндра одинаковой, так как равномерный отвод тепла от стенок цилиндра по окружности обеспечивает равномерное тепловое расширение и в процессе работы исключает овализацию цилиндра за счет неравномерного нагрева. Неравномерный нагрев и овализация цилиндра приводят к повышенному износу его стенок.

На головке цилиндра обычно выполняется значительное количество ребер, так как она всегда нагрета сильнее других частей цилиндра. Так же как у цилиндров, ребра на головке могут быть расположены в направлении вдоль потока воздуха или под некоторым углом к нему. На рис. 60 показано расположение ребер на головке цилиндра двигателя М-72.

Рис. 60. Оребрение головки цилиндра двигателя М-72.

Верхние края всех ребер головки связаны между собой общим ребром. При такой связи сохраняется целость ребер в случае удара мотоцикла о землю, так как цилиндры этого двигателя расположены горизонтально по сторонам мотоцикла и при его падении поломка не связанных между собой отдельных ребер была бы неизбежна. Кроме того, связующее ребро увеличивает поверхность охлаждения головки при малой высоте основных ребер.

При верхнем расположении клапанов отвод тепла от головки цилиндра затрудняется вследствие наличия на ней крышек, защищающих клапаны, пружины и коромысла от пыли и грязи. В этом случае увеличение отвода тепла достигается усиленным оребрением боковых стенок головки.

Глава VII

СМАЗКА

1. Назначение смазки. Виды трения

Смазка двигателя применяется для уменьшения силы трения и охлаждения трущихся поверхностей, а следовательно, для уменьшения работы трения, износа, перегрева и предотвращения заедания трущихся деталей двигателя.

При движении соприкасающихся поверхностей относительно друг друга возникают силы, препятствующие этому движению. Эти силы называются силами трения, а явление, при котором они возникают, называется трением. Для преодоления сил трения затрачивается некоторое количество механической энергии, которая при этом превращается в тепловую, идущую на нагревание трущихся деталей двигателя.

Различают два вида трения: трение качения и трение скольжения.

Трение качения возникает в результате качения одного тела по поверхности другого. Так, например, при качении ролика или шарика (в роликовых или шариковых подшипниках) образуется трение качения. В зависимости от нагрузки площадь соприкосновения ролика или шарика с поверхностью представляет собой прямоугольник (при качении ролика) или круг (при качении шарика). На сминание соприкасающихся поверхностей и на вращение ролика или шарика затрачивается некоторое количество работы. При увеличении нагрузки на ролики или шарики соответственно увеличивается площадь их соприкосновения, а следовательно, увеличивается и сила трения.

Подшипники, конструкция которых основана на принципе качения, выполняются в виде роликовых, шариковых или игольчатых. Смазка их осуществляется за счет наличия некоторого слоя масла между роликами или шариками и соприкасающимися с ними поверхностями.

Трение скольжения возникает в результате скольжения одного тела по поверхности другого.

Различают три вида трения скольжения: сухое, жидкостное и полусухое, или полужидкостное, трение.

Заметим, что при работе подшипников скольжения мотоциклетного двигателя преобладает жидкостное трение, иногда полужидкостное и очень редко встречается сухое трение.

Сухое трение происходит между сухими поверхностями (рис. 61, а).

Рис. 61. Схема сухого и жидкостного трения: а — сухое трение; б — жидкостное трение.

На поверхности всех трущихся деталей мотоциклетных двигателей даже при тщательном изготовлении имеются мельчайшие неровности — следы механической обработки. При сухом трении эти неровности препятствуют движению одной поверхности по другой, при этом происходит истирание трущихся поверхностей с выделением тепла и затратой на это истирание некоторого количества полезной работы.

При увеличении нагрузки неровности, имеющиеся на поверхности, сближаются между собой и все больше их число входит в зацепление, вследствие чего сила трения увеличивается.

В зависимости от нагрузки деформация неровностей может быть упругой, т. е. после снятия нагрузки с данной неровности она принимает начальную форму.

При большой нагрузке скольжение поверхностей сопровождается сминанием, царапанием и отрывом частиц металла от поверхности. При этом возникающее тепло не успевает отходить от трущихся поверхностей, температура подшипника повышается и может произойти заедание.

Заедание наблюдается у деталей, изготовленных из металлов, близких один к другому по составу и твердости.

Менее всего склонны r заеданию детали с твердой поверхностью, скользящие по деталям с менее твердой поверхностью, в том случае, когда структура металлов, из которых изготовлены соприкасающиеся детали, неоднородная.

Жидкостное трение происходит между поверхностями, разделенными слоем смазки (рис. 61, б). Оно совершенно не зависит от нагрузки, если эта нагрузка не чрезмерно велика и при ней сохраняется слой смазки между поверхностями. Жидкостное трение изменяется прямо пропорционально вязкости смазки, скорости перемещения трущихся поверхностей одна относительно другой и площади трущихся поверхностей и обратно пропорционально толщине слоя смазки.

Толщина слоя смазки, заключенной между поверхностями, зависит в свою очередь от давления, приходящегося на эти поверхности.

В условиях эксплуатации мотоцикла жидкостное трение может переходить в полужидкостное или полусухое.

Полусухое, или полужидкостное, трение возникает в тех случаях, когда между трущимися поверхностями не удается создать сплошной масляной пленки, и поверхности частично соприкасаются своими неровностями. Такое трение называется полусухим, или полужидкостным, в зависимости от того, какое трение здесь преобладает, сухое или жидкостное. Это наблюдается у подшипников скольжения, применяемых в мотоциклетных двигателях, бронзовых втулок, пальцев поршня, коленчатого вала и валиков шестерен привода распределения, а также иногда у подшипников скольжения кривошипных головок шатунов. Кроме того, с полужидкостным трением работают поршневые пальцы, направляющие толкателей, поршневые кольца во всех случаях, когда толщина смазочного слоя меньше высоты неровностей на трущихся деталях.

В основном полужидкостное трение наблюдается при запуске двигателя, когда в подшипниках скольжения еще не создан достаточный слой масла, а также при работе нового двигателя, когда высота неровностей еще велика и трущиеся поверхности деталей еще не приработались.

Приработка трущихся деталей новых мотоциклетных двигателей, а также деталей всех агрегатов мотоцикла представляет собой как бы дополнительную механическую их обработку, в результате которой полируется поверхность этих деталей.

Во время приработки наблюдается полужидкостное, или полусухое, трение, при котором выделение тепла очень велико, что заставляет вести приработку на пониженных оборотах и уменьшенных нагрузках во избежание перегрева и заедания деталей. Приработка двигателя зависит от качества обработки и материала деталей и ведется в течение определенного времени, соответствующего заданному заводом пробегу мотоцикла с постепенным повышением нагрузки и оборотов до нормальных.

Чтобы уменьшить сухое или полужидкостное трение в период приработки деталей и механизмов мотоцикла, необходимо чаще менять масло.

2. Основные понятия о маслах

Исходным продуктом для получения минеральных масел является нефть. Масла получаются перегонкой и химической обработкой мазута, остающегося в перегонных аппаратах после выделения из нефти легких углеводородов — бензина, лигроина и керосина. При дальнейшей перегонке из мазута выделяются масляные дестиллаты — соляровый, веретенный, машинный, автоловый и цилиндровый. Для смазки мотоциклетных двигателей обычно применяются подвергнутые специальной обработке и смешению машинные и цилиндровые масляные дестиллаты.

Из растительных масел для мотоциклетных двигателей иногда используется касторовое масло.

Масла, применяемые для мотоциклетных двигателей, должны обеспечивать надежную смазку трущихся деталей двигателя, работающих в различных условиях. Так, для смазки деталей, имеющих возвратно-поступательное движение (цилиндр и поршень, толкатель и направляющая втулка, поршневой палец и бобышка) требуется небольшое количество масла, но обладающего повышенной вязкостью и липкостью. Для смазки подшипников скольжения (бронзовых втулок или вкладышей, залитых баббитом) мотоциклетных двигателей требуется большое количество масла, но меньшей вязкости. Для смазки шариковых и роликовых подшипников требуется среднее количество смазки. Только у роликовых подшипников с большим осевым давлением большое количество смазки значительно уменьшает потери на трение.

Чрезмерная смазка повышает трение и увеличивает перегрев подшипников.

Масло, находящееся в картере двигателя в распыленном состоянии, соприкасается с горячими деталями двигателя. При этом происходит окисление масла, сопровождающееся выделением из него смолистых и асфальтовых веществ, которые в свою очередь разлагаются при соприкосновении с нагретыми деталями двигателя и образуют нагар.

В результате выделения смол и их коксования часто наблюдается пригорание (залегание) колец в канавках поршня. Вследствие пригорания колец ухудшается уплотнение поршня в цилиндре, увеличивается нагарообразование на стенках камеры сгорания и днище поршня, повышается расход масла.

Из-за пригорания колец и увеличения нагарообразования ухудшается теплоотдача поршня, двигатель теряет мощность и работает неравномерно, перегретые кольца теряют упругость и лопаются. Образование нагара увеличивает износ двигателя вследствие того, что кусочки нагара попадают в масло и, проникая в зазоры подшипников, создают полусухое трение.

В результате пригорания колец горячие газы свободно проникают в картер двигателя, повышают температуру масла, распыленного в картере, вследствие чего окисление масла значительно ускоряется.

Качество масла вследствие окисления резко меняется, его кислотность и вязкость повышаются, масло темнеет и делается более густым. Повышение кислотности масла влечет разъедание металлов.

К качеству масла, применяемого для мотоциклетных двигателей, предъявляется ряд требований, которые должны обеспечивать длительную его эксплуатацию.

Основными качествами, характеризующими масло, являются следующие: вязкость, удельный вес, температура вспышки, температура застывания, кислотность, зольность, цвет, маслянистость (или липкость), коксовое число.

Вязкость является одним из важнейших эксплуатационных качеств масла, которое должно обеспечивать получение жидкостного трения и нормальную величину механических потерь. Вязкость масла сильно меняется в зависимости от температуры. Поэтому в эксплуатации важна не только величина вязкости при какой-то определенной температуре, но и характер ее изменения при изменении температуры трущихся деталей. Лучшим маслом считается такое, вязкость которого при изменении температуры меняется незначительно. Резкое изменение вязкости в зависимости от температуры приводит к тому, что при низкой температуре вязкость становится очень велика, а это затрудняет запуск двигателя вследствие больших потерь на трение.

Вязкость масла определяют при помощи вискозиметров — приборов, основанных на принципе истечения жидкости через небольшое отверстие. Определение вязкости масла на этом приборе сводится к сравнению времени истечения 200 см^3 масла через калиброванное отверстие прибора со временем истечения из этого же прибора такого же количества воды, имеющей температуру 20 °C. Вязкость определяется в условных градусах. Так определяется условная вязкость масла.

Удельный вес является наиболее легко определяемым качеством масла. Его обычно определяют ареометром. Удельный вес испытуемого масла показывает принадлежность его к тому или иному сорту. Но удельный вес не отражает смазывающих свойств масла.

Температурой вспышки называется такая температура нагрева масла, при которой его пары вспыхивают от пламени, подносимого к поверхности масла. Температура вспышки определяет температурные условия, при которых возможно применение испытуемого масла. По температуре вспышки можно определить также наличие в масле примесей, имеющих иную температуру вспышки, чем данное масло.

Температурой застывания называется такая температура, при которой уровень масла в пробирке, наклоненной под углом 45°, остается неподвижным в течение 5 минут. Температура застывания является важным качеством масла, так как запуск двигателей в условиях низкой температуры во многом зависит от потерь на трение, которые резко возрастают при понижении температуры масла.

Кислотность масла зависит от количества в масле органических или неорганических кислот. Неорганические кислоты разрушающе действуют на детали и поэтому их присутствие в масле недопустимо. Органические кислоты увеличивают липкость масла (что желательно), но вместе с тем они увеличивают выделение смол и нагарообразование. Количество содержащихся в масле кислот определяется количеством (в миллиграммах) едкого кали, необходимого для нейтрализации всех свободных кислот, содержащихся в 1 г масла. Для масел, применяемых в мотоциклетных двигателях, кислотность выражается в процентах сернистого ангидрида, необходимого для нейтрализации кислот (едкого кали).

Зольностью масла называется количество в процентах остатков (золы), получающихся после полного сгорания масла. Зола представляет собой негорючие минеральные примеси, попадающие в масло из нефти. Нагарообразование зависит от количества золы, остающейся в цилиндре двигателя при сгорании проникшего туда масла. Поэтому количество золы в масле не должно превышать 0,01—0,05 %. Зольность масла определяется медленным выпариванием 50 см^3 масла в тигле и прокаливанием остатка до полного выгорания из него углерода.

Маслянистость (или липкость) характеризует прочность прилипания масла к поверхности металла. В настоящее время данные о липкости не входят в технические условия на масла, так как еще нет способов определения липкости, получивших общее признание и включенных в стандартные технические условия на масла.

Коксовым числом масла называется количество в процентах кокса, получаемого при равномерном прокаливании масла с недостатком воздуха в специальном приборе. Коксовое число характеризует способность масла к нагарообразованию. Количество в процентах кокса для масел, используемых в мотоциклетных двигателях, колеблется в пределах 0,5–1,5 %.

3. Классификация системы смазки

Система смазки служит для обеспечения подачи масла к трущимся деталям двигателя на всех режимах его работы и при любых нагрузках. У современных мотоциклетных двигателей системы смазок различаются: по способу размещения рабочего запаса масла, по способу подвода масла к трущимся деталям двигателя и по способу использования рабочего запаса масла.

По способу размещения рабочего запаса масла системы смазок мотоциклетных двигателей могут быть разделены на три группы: с сухим картером, с мокрым картером и с полусухим картером.

Системой смазки с сухим картером называется такая система, при которой рабочий запас масла размещается вне картера двигателя (в масляном баке), а непосредственно в картере находится очень небольшой количество масла, обеспечивающее смазку двигателя только в данный момент. Система смазки с сухим картером имеет то преимущество, что масло, размещенное вне картера, не соприкасается с горячими деталями двигателя, охлаждается потоком воздуха, омывающим масляный бак, и поэтому подходит к деталям двигателя достаточно охлажденным. Это обеспечивает надежную смазку и хороший отвод тепла от деталей двигателя. При системе смазки с сухим картером срок службы масла удлиняется, так как с горячими деталями двигателя соприкасается небольшое количество находящегося в картере масла. Но вместе с тем система смазки с сухим картером усложняется наличием масляного бака и системы трубопроводов.

Система смазки с мокрым картером характеризуется тем, что запас масла, необходимый для работы двигателя на определенный промежуток времени, размещен непосредственно в картере двигателя. При этой системе масло постоянно соприкасается с горячими деталями двигателя, поэтому к трущимся поверхностям масло подходит более горячим и окисление его идет интенсивнее, чем в системе смазки с сухим картером. Преимущество этой системы — отпадает необходимость в баке и во внешних маслопроводах, простота устройства системы смазки благодаря тому, что рабочий запас масла близко расположен к деталям двигателя, нуждающимся в смазке.

При системе смазки с полусухим картером в картере двигателя находится постоянно некоторое количество масла, расход которого непрерывно пополняется из запаса, находящегося вне картера. При такой системе смазки положительным является то, что в картер двигателя постоянно вводится свежее холодное масло. Недостаток этой системы смазки — продукты износа и окисления не выносятся из картера, а все время там накапливаются.

По способу подвода масла к трущимся деталям системы смазки мотоциклетных двигателей можно различить смазку разбрызгиванием, самотеком и принудительную смазку.

Смазка разбрызгиванием в мотоциклетных двигателях обычно применяется для смазывания стенок цилиндров, поршневых пальцев, кулачков и толкателей, а иногда коренных подшипников и втулок валиков кулачковых шестерен. При такой смазке детали в процессе работы двигателя покрываются пленкой масла, разбрызгиваемого в картере вращающимися деталями.

Смазка разбрызгиванием является наиболее простой, но вместе с тем и наименее надежной, так как в данном случае масло подается к трущимся поверхностям деталей двигателя в недостаточном количестве. Во время работы двигателя разбрызгиваемое масло образует в картере двигателя масляный туман и мельчайшие капельки масла, соприкасаясь с горячим воздухом и газами, проникающими в картер двигателя из цилиндра, а также конденсируясь на стенках цилиндра и картера, значительно нагреваются, что, конечно, ускоряет окисление и порчу масла.

Смазка самотеком в мотоциклетных двигателях используется для подвода к трущимся деталям двигателя масла, стекающего по внутренним стенкам картера в сборники, откуда оно по каналам самотеком поступает к трущимся деталям. Преимущество этого вида системы смазки — простота ее устройства. Недостатком этой системы является то, что в сборники масло поступает после разбрызгивания, а, стекая по горячим стенкам картера, оно сильно нагревается. При этом значительно понижается вязкость масла и не обеспечивается надежная смазка деталей двигателя. После долгой стоянки масло из сборников стекает через зазоры деталей в картер, вследствие чего также не обеспечивается надежная смазка деталей. Кроме того, движение масла самотеком по каналам возможно при условии, если температура масла выше температуры его застывания. Поэтому в условиях низкой температуры оно поступает к деталям только тогда, когда и масло, и стенки каналов достаточно прогреты.

Принудительная смазка является наилучшим способом подвода масла к более ответственным трущимся деталям. Принудительная подача масла осуществляется масляными насосами, с помощью которых создается давление воздуха в картере двигателя или в масляном баке. Кроме того, для принудительной подачи могут использоваться центробежные силы, возникающие при вращении коленчатого вала.

По способу использования рабочего запаса масла системы смазки мотоциклетных двигателей могут быть разделены на следующие две группы: смазка циркуляционная и смазка смесью масла и горючего.

Циркуляционной называется такая смазка, когда при помощи масляных насосов осуществляется непрерывная циркуляция масла, обеспечивающего смазку деталей двигателя. Масло может циркулировать или непосредственно в картере двигателя, или же через масляный бак, расположенный вне картера. В первом случае циркуляция масла совершается по следующему пути: картер двигателя — нагнетательный масляный насос — масляные клапаны — места смазки — картер двигателя.

Во втором случае циркуляция масла совершается по несколько иному пути: масляный бак — нагнетательный масляный насос — масляные каналы — картер двигателя — фильтр — отсасывающий масляный насос — масляный бак.

При циркуляционной смазке масло в необходимом количестве подается к местам смазки, отводит тепло от подшипников и вымывает из них грязь и отложения. Кроме того, загрязненное и нагретое масло в процессе циркуляции фильтруется и охлаждается, что обеспечивает подвод к подшипникам чистого и охлажденного масла. Циркуляционная смазка применяется на двигателе мотоцикла М-72.

Смазка смесью масла и горючего применяется в двухтактных мотоциклетных двигателях с кривошипно-камерной продувкой. Масло, поступающее в смеси с горючим через карбюратор в картер двигателя, оседает на деталях и смазывает их. Разбрызгиваемое вращающимися деталями масло проникает затем с парами горючего в цилиндр двигателя и там сгорает.

Преимуществом этой системы смазки является ее простота, а недостатком — невозможность обеспечить подачу необходимого количества масла трущимся деталям, так как подача масла является произвольной.

Смазка трущихся деталей мотоциклетных двигателей в основном определяется характером их работы и возможностью применения того или иного способа подвода к ним масла. Цилиндры и поршни мотоциклетных двигателей смазываются разбрызгиванием и в редких случаях в качестве вспомогательной меры масло принудительно подается на зеркало цилиндра. Поршневой палец, толкатели и кулачки смазываются только разбрызгиванием. Опоры кулачковых шестерен смазываются разбрызгиванием и чаще самотеком. Коренные подшипники коленчатого вала смазываются как разбрызгиванием, так и принудительно и в редких случаях самотеком. Шатунные подшипники в подавляющем большинстве случаев смазываются принудительно, но при кривошипно-камерной продувке, как правило, разбрызгиванием. Шестерни распределения смазываются разбрызгиванием, но в некоторых случаях осуществляется их принудительная смазка.

Таким образом, в мотоциклетных двигателях часть деталей может смазываться разбрызгиванием, часть самотеком и часть принудительно. Поэтому подавляющее большинство систем смазок представляет собой комбинацию различных способов подвода масла к трущимся поверхностям.

4 Основные системы смазки

Для мотоциклетных двигателей применяется система смазки смесью масла с горючим или циркуляционная.

Система смазки смесью масла с горючим. В топливный бак мотоцикла заливается тщательно перемешанная смесь масла и горючего в пропорции, принятой для данного двигателя. Обычно в этой смеси находится 8 % масла (по объему). Для новых двигателей, еще не прошедших полностью приработку, количество масла увеличивается до 10 %.

Из топливного бака смесь по трубопроводу подается в карбюратор, а затем в кривошипную камеру (картер) двигателя. Во время распыливания смеси в карбюраторе и в кривошипной камере основная часть горючего испаряется, масло отделяется от горючего и, оседая на стенках картера и трущихся деталях, смазывает их. Попадая на вращающиеся детали двигателя, масло разбрызгивается и снова поступает к трущимся деталям.

Система циркуляционной смазки (рис. 62).

Рис. 62. Система смазки двигателя мотоцикла М-72: 1 — масляный насос; 2 — нагнетательный канал; 3 — канал подачи масла к заднему маслосборному диску; 4 — маслосборный диск; 5 — сборники масла; 6 — трубка подачи масла к шестерням распределения; 7 — канал подачи масла к переднему диску; 8 — масляная магистраль; 9 — канал подачи масла к левому цилиндру; 10 — шестерня кулачкового валика; 11 — шестерня привода насоса; 12 — валик насоса; 13 — нагнетательный канал в корпусе насоса; 14 — сетчатый фильтр насоса; 15 — шестеренчатый масляный насос.

Масло заливается в картер двигателя через заливное отверстие, расположенное с левой стороны картера. Заливное отверстие закрывается пробкой с закрепленным в ней стержневым указателем уровня масла. На нижнем конце указателя имеются две риски, указывающее допустимые пределы колебания уровня масла. Масло, заливаемое через заливное отверстие, поступает в нижнюю часть картера, в которой расположен масляный насос шестеренчатого типа.

Масляный насос состоит из двух цилиндрических шестерен, одна из которых через валик насоса 12 и шестерню привода насоса 11 приводится в действие от шестерни 10, выполненной на кулачковом валике. Во время работы двигателя масло из картера двигателя поступает через сетчатый фильтр 14 в полость масляного насоса 1. Из масляного насоса масло подается по нагнетательному каналу 13 в масляную магистраль 8, имеющую три выходных канала 3, 7 и 9. Масло, поступающее через канал 7, проходит по кольцевой выточке в гнезде коренного подшипника к трубке 6 в крышке корпуса, направляющей струю масла на шестерни распределения. Кроме того, масло по каналу 7 в корпусе поступает под наружную обойму переднего коренного подшипника и по выемке в корпусе вытекает в маслосборный диск. Масло, поступающее в маслосборный диск, под действием центробежной силы прижимается к внутренней части желобка и через отверстие в маслосборном диске проходит во внутреннюю полость шатунного пальца левого цилиндра. Из внутренней полости шатунного пальца масло через два сверления в стенке пальца поступает к подшипникам большой головки шатуна. Смазав подшипник большой головки шатуна, масло разбрызгивается в картере, смазывает другие детали двигателя, после чего стекает обратно в нижнюю часть картера двигателя.

Масло, вытекающее из канала 5, по выемке под задним коренным подшипником попадает в маслосборный диск задней щеки коленчатого вала и затем проходит во внутреннюю полость заднего шатунного пальца, откуда по сверлениям поступает к подшипникам большой головки правого шатуна, после чего разбрызгивается в картере двигателя. На боковых стенках больших головок шатунов выполнены выемки, через которые масло более интенсивно разбрызгивается в верхней части картера.

Через канал 9 масло поступает в нижнюю часть кольцевой выточки во фланце левого цилиндра. Поднимаясь по кольцевой выточке, масло подходит к трем отверстиям в стенке цилиндра, сообщающим кольцевую выточку с полостью цилиндра. При положении поршня в нижней мертвой точке масло смазывает верхнюю часть юбки поршня, который при своем движении к верхней мертвой точке распределяет масло по всей верхней части зеркала цилиндра. Принудительная подача масла к левому цилиндру вызвана тем, что во время работы двигателя масло, разбрызгиваемое коленчатым валом, вращающимся по часовой стрелке, обеспечивает смазку только нижней части зеркала цилиндра.

Передняя опора кулачкового валика смазывается самотеком из двух сборников, один из которых образован отливкой на верхней стенке картера справа от опоры, а другой — выемкой, выполненной во фланце корпуса передней опоры кулачкового валика. Оба сборника каналами соединяются с бронзовой втулкой опоры кулачкового валика. Опора шестерни привода масляного насоса также смазывается самотеком из сборника, расположенного рядом с бронзовой втулкой опоры шестерни и сообщающегося с ней сверлением в стенке втулки.

Остальные детали двигателя — коренные подшипники, правый и левый цилиндры, поршневые пальцы, кулачки, толкатели и шестерни привода масляного насоса — смазываются разбрызгиванием.

После смазки деталей двигателя масло стекает в нижнюю часть картера и снова поступает через сетчатый фильтр к масляному насосу. Нижняя часть картера двигателя отделена от верхней сетчатой перегородкой, служащей для грубой фильтрации масла.

5. Масляные насосы, редукционные и перепускные клапаны и сапуны

Масляные насосы. Насосы обеспечивают постоянную циркуляцию масла в системе смазки двигателя, отсасывая масло из картера двигателя и нагнетая его ко всем трущимся деталям двигателя, для смазки которых необходим принудительный подвод масла. При системе смазки с мокрым картером масляный насос непосредственно забирает масло из картера двигателя и подает его к местам смазки. При системе смазки с сухим картером масло подается из картера двигателя в масляный бак откачивающим насосом, а из бака к местам смазки — нагнетающим насосом.

Масляные насосы могут быть шестеренчатые, коловратные и поршневые. На мотоциклетных двигателях чаще применяются шестеренчатые насосы и реже коловратные и поршневые.

Шестеренчатые насосы отличаются простотой устройства и имеют небольшое количество движущихся деталей. При малых размерах они обладают высокой производительностью и могут создавать высокое давление на выходе масла из корпуса насоса.

Недостаток шестеренчатых насосов заключается в том, что по мере износа шестерен, а следовательно, увеличения зазоров, а также при уменьшении вязкости масла производительность насоса резко падает. Поэтому шестеренчатые насосы мотоциклетных двигателей имеют производительность в 2–3 раза больше необходимой и снабжаются редукционными клапанами. Кроме того, недостаток шестеренчатых насосов заключается в том, что они не могут создавать значительного разрежения на входе масла в насос, поэтому насосы размещают на двигателе ниже уровня масла.

В мотоциклетных двигателях применяются шестеренчатые масляные насосы одно- и двухсекционные. Односекционные шестеренчатые насосы состоят из одной пары шестерен, из которых одна ведущая, а другая ведомая. Примером подобного выполнения шестеренчатого насоса является насос двигателя мотоцикла М-72 (рис. 62).

Он состоит из алюминиевого корпуса, в котором расположены ведущая и ведомая шестерни. Ведущая шестерня выполнена заодно с валиком. На выходящем из корпуса конце валика имеется квадрат, через втулку он соединяется с валиком привода. Верхний конец валика привода соединяется с шестерней, получающей вращение от шестерни кулачкового валика. Ведомая шестерня посажена свободно на ось, запрессованную в корпус насоса. Снизу корпус закрывается крышкой, в которой выполнено приемное отверстие. В верхней стенке корпуса имеется отверстие, через которое масло нагнетается насосом в масляную магистраль. Крышка насоса крепится к корпусу двумя болтами, головки которых имеют грани для завертывания и выточку для посадки на головку сетки фильтра. Кроме того, в крышке и самом корпусе насоса имеются два отверстия для крепления его к картеру двигателя. На головке болтов, крепящих насос к картеру, также имеются выточки для посадки сетки фильтра на корпус насоса.

Во время работу двигателя масло проходит через сетчатый фильтр и поступает в корпус насоса через отверстие в его крышке. Шестернями масло перегоняется к выходному каналу, откуда идет в масляную магистраль. Корпус насоса окружен кожухом, выполненным в виде отливки в картере двигателя, благодаря чему насос забирает масло только из нижних слоев. Это масло является наиболее холодным, так как оно охлаждается от стенок поддона, обдуваемого потоком воздуха при движении мотоцикла. Кроме того, это масло наиболее свободно от воздушных пузырьков, находящихся в масле, вспененном во время разбрызгивания в картере, хотя большая часть пены уничтожается при протекании масла через сетчатую перегородку, разделяющую верхнюю и нижнюю части картера.

На некоторых мотоциклетных двигателях применяются двухсекционные шестеренчатые насосы, имеющие две секции, одна из которых откачивающая, а другая нагнетающая.

Высота шестерен откачивающей секции, а следовательно, и производительность в 1,5–2 раза выше, чем шестерен нагнетающей секции. Такое устройство насоса обеспечивает полную откачку из картера двигателя масла, которое во время работы двигателя, как правило, находится в картере во вспененном состоянии.

Редукционные и перепускные клапаны. Производительность масляных шестеренчатых насосов, как было сказано выше, при большом износе шестерен и малой вязкости масла резко снижается. Поэтому насосы изготовляются с некоторым запасом производительности. В этом случае при нормальном износе шестерен и нормальной вязкости масла насос будет подавать в систему избыточное количество масла. Поэтому на шестеренчатых насосах выполняется редукционный клапан, который поддерживает в масляной системе и насосе необходимое давление и излишнее масло выпускает обратно в масляный бак.

Перепускные клапаны служат для подачи масла из нагнетательной магистрали системы в откачивающую. Перепускные клапаны ставят также для того, чтобы воспрепятствовать перетеканию масла из бака в картер двигателя после остановки двигателя. В этом случае они играют роль обратных клапанов.

Как редукционные, так и перепускные клапаны состоят обычно из шарика, прижимаемого пружиной к гнезду, выполненному в теле картера двигателя. Для затяжки пружины редукционных, а иногда и перепускных клапанов пользуются регулировочным винтом.

Сапуны. Для защиты картера от попадания пыли и для вентиляции в двигателях устанавливаются сапуны, сообщающие картер с внешней средой при увеличении давления в картере двигателя во время хода поршней к нижней мертвой точке и разобщающие картер с внешней средой при создании разрежения в картере во время хода поршня к верхней мертвой точке.

На многих мотоциклетных двигателях сообщение картера с внешней средой осуществляется через отверстие небольшого сечения. Размер отверстия выбирается с таким расчетом, чтобы в картере во время работы двигателя постоянно создавалось несколько повышенное давление, которое препятствовало бы проникновению окружающего воздуха в картер и вместе с тем позволяло просочившимся из цилиндров в картер газам выйти наружу. В некоторых случаях это отверстие используется для подачи на моторную цепь масла, выбрасываемого из картера вместе с газами (например, в двигателе мотоцикла АМ-600).

Следовательно, полная герметизация картера четырехтактного двигателя недопустима, так как в результате просачивания газов из цилиндров давление в картере двигателя увеличивается настолько, что газы начинают проникать через сальниковые уплотнения наружу, увлекая с собой большое количество масла.

В двухтактных двигателях, где внутренняя полость картера используется как камера для предварительного сжатия горючей смеси, герметизация картера обязательна.

В качестве примера рассмотрим устройство сапуна двигателя мотоцикла М-72 (рис. 63).

Рис. 63. Схема работы сапуна двигателя мотоцикла М-72.

Сапун представляет собой цилиндрический золотник с двумя диаметрально расположенными отверстиями и фланцем, в котором выполнено 12 радиальных отверстий. На фланце сделан маслосъемный диск. Золотник устанавливается в цилиндрическом гнезде, к которому подходит вентиляционный канал, оканчивающийся внизу трубкой, установленной косым срезом назад по ходу мотоцикла. Золотник приводится во вращение пальцем, запрессованным в ступицу шестерни кулачкового вала и входящим в отверстие фланца золотника.

Хотя золотник вращается вдвое медленнее коленчатого вала, но наличие двух отверстий в золотнике обеспечивает сообщение картера с внешней средой при каждом перемещении поршней к нижней мертвой точке. Совпадение отверстия золотника с вентиляционным каналом начинается примерно на 80° не доходя до нижней мертвой точки и заканчивается через 50° после нижней мертвой точки. При совпадении отверстий газы из картера поступают в коробку распределительных шестерен, проходят через радиальные отверстия фланца во внутреннюю полость золотника и оттуда через вентиляционный канал выходят наружу. Капельки масла, поступающие с газами в радиальные каналы на фланце золотника, оседают на стенках и под действием центробежных сил подаются обратно в коробку распределения.

6. Основные неисправности, уход и регулировка

Неисправности, наблюдаемые в работе масляной системы во время эксплуатации мотоцикла, в основном происходят по вине водителя, не соблюдающего правила ухода и регулировки.

Чрезмерный расход масла и наличие белого дыма при выпуске указывают на избыточную подачу масла в картер двигателя, а также на значительный износ поршневых колец (у четырехтактного двигателя). Износ колец сопровождается обычно значительным падением компрессии.

Мощность двигателя при избыточной подаче масла в цилиндр двигателя также падает, так как масло ухудшает горение рабочей смеси и увеличивает нагарообразование. У непрогревшихся двигателей избыточная подача масла в цилиндры двигателя вызывает замасливание свечей и отказ их в работе.

Абсолютно бездымный выпуск и перегрев двигателя указывают на недостаточную подачу масла к трущимся деталям. Это может происходить при недостатке масла в картере двигателя или баке, а также при недостаточной подаче масла насосом.

Перегрев двигателя наблюдается также при слишком жидком масле. Вязкость масла обычно сильно уменьшается за счет разжижения его бензином, проникающим в картер из цилиндров двигателя.

Наличие большого количества бензина в картере можно объяснить или отказом запальных свечей в работе, или неправильной регулировкой карбюратора.

Для обеспечения бесперебойной работы масляной системы необходимо соблюдать следующие правила:

1. Заправлять двигатель только рекомендуемым для данного времени года сортом масла, пользуясь чистой посудой.

2. Заменять масло свежим в сроки, рекомендуемые заводом.

3. Перед поездкой всегда проверять наличие масла и при недостатке доливать его до нормального уровня.

4. При запуске вначале дать двигателю поработать на малых оборотах, пока он не прогреется и не установится нормальная циркуляция масла.

5. В пути следить за показанием манометра, за цветом выпускных газов, тепловым режимом и работой цилиндров двигателя.

6. Периодически очищать фильтры и при смене масла промывать систему смазки.

7. Регулировать подачу масла в некоторых системах смазки в случае изменения показания манометра или при нарушении режима смазки двигателя, как указано в заводских инструкциях.

Глава VIII

ПИТАНИЕ

1. Применяемое горючее

Основным горючим для мотоциклетных двигателей служит автомобильный бензин. Кроме автомобильного бензина, иногда в качестве горючего может применяться бензол, но не в качестве основного горючего, а в смеси, где главной составляющей частью является бензин.

В цилиндре двигателя сгорают пары горючего, смешанные с воздухом в определенной пропорции. Образование смеси паров горючего с воздухом осуществляется в карбюраторе. Качество этой смеси, а следовательно, и мощность двигателя в большой степени зависят от качества горючего.

Горючее, применяемое для мотоциклетных двигателей, должно обладать определенными свойствами, основными из которых являются теплотворная способность, испаряемость, детонационная стойкость, удельный вес.

Практическое значение теплотворной способности горючего заключается в том, что она определяет количество работы, совершаемой при сгорании одного килограмма горючего. Следовательно, чем выше теплотворная способность горючего, тем меньше его требуется для совершения определенной работы, иначе говоря, тем меньше будет расход горючего в двигателе. Поэтому горючее должно обладать высокой теплотворной способностью.

Для сгорания горючего требуется определенное количество воздуха, причем чем выше теплотворная способность горючего, тем больше воздуха требуется для его полного сгорания. Установлено, что для полного сгорания одного килограмма бензина, имеющего теплотворную способность 10 500 кал/кг, требуется 15 кг воздуха. Исходя из этого, горючая смесь карбюратором готовится в такой пропорции, где одна часть составляет горючее, а 15 частей воздух.

Заметим, что изменение теплотворной способности горючею при полном его сгорании мало влияет на изменение теплотворной способности рабочей смеси, а следовательно, мощность двигателя не зависит от теплотворной способности горючего.

Испаряемость горючего характеризуется температурой начала кипения, температурой выкипания 10 %, 50 %, 90 % и 100 % горючего.

При нагревании горючего прежде всего испаряются легкие его части, обладающие низкой температурой кипения. При дальнейшем повышении температуры постепенно испаряются более тяжелые части горючего.

Вследствие того, что при запуске холодного двигателя испарение горючего затруднено, для обеспечения легкого запуска горючее должно содержать некоторое количество легко испаряющихся частей.

Наличие в горючем большого количества тяжело испаряющихся частей ведет к тому, что горючее не испаряется полностью в цилиндрах двигателя и, проникая в картер, разжижает масло. Кроме того, неиспаренное горючее, сгорая в цилиндре, образует большое количество нагара.

Если в горючем большое количество легко испаряющихся частей, то оно полностью переходит в газообразное состояние еще до поступления в цилиндры двигателя. Такая смесь паров горючего и воздуха, поступая в цилиндр двигателя, дополнительно там нагревается и, увеличивая свой объем, уменьшает наполнение цилиндров. Кроме того, интенсивное испарение горючего в карбюраторе вызывает конденсацию водяных паров из воздуха в карбюраторе и обледенение его.

Поэтому при работе двигателя под нагрузкой горючее должно частично испаряться до цилиндров, а остатки горючего — в цилиндре во время его заполнения. Это особенно важно для двигателей воздушного охлаждения, так как капельки горючего, испаряясь в цилиндре, отнимают тепло от его стенок и таким образом понижают температуру стенок цилиндра.

Горючее должно обладать хорошей детонационной стойкостью. Детонационное сгорание горючего, т. е. сгорание со взрывной скоростью, очень вредно сказывается на работе двигателя. Оно, как правило, сопровождается характерным металлическим стуком, перегревом двигателя и падением его мощности, а иногда и поломкой двигателя, в первую очередь его поршней и шатунов.

Кроме того, большая склонность горючего к детонационному сгоранию препятствует получению высокой литровой мощности. Известно, что повышение литровой мощности достигается в основном увеличением степени сжатия и увеличением наполнения цилиндров. Но повышение степени сжатия и увеличение наполнения цилиндров горючей смесью вызывают резкое повышение температуры и давления газов в цилиндре двигателя во время сгорания. Это в свою очередь приводит к тому, что двигатель работает с повышенным детонационным сгоранием горючего.

Для повышения детонационной стойкости горючего к нему добавляют в виде присадков некоторые жидкости, называемые антидетонаторами. В качестве основного антидетонатора применяется этиловая жидкость. Горючее, в которое добавлена этиловая жидкость, называется этилированным, например этилированный бензин.

Этиловая жидкость очень ядовита. Поэтому при обращении с этилированным бензином необходимо строго соблюдать меры предосторожности.

Порядок этилирования бензина и правила обращения с этилированными бензинами подробно описаны в специальной литературе, поэтому в данной книге они не приведены.

Удельным весом горючего называется отношение веса одного литра горючего к весу одного литра воды при +4 °C. Знание удельного веса дает возможность приближенно определить сорт горючего или отклонение данного сорта горючего от нормы.

При изменении внешней температуры удельный вес горючего изменяется, и поэтому при проверке его ареометром вносят поправку на разность стандартной (20 °C) и данной температуры.

Удельный вес горючего при повышении или понижении внешней температуры на 1 °C изменяется: бензина на 0,00085, бензола на 0,00096, спирта винного на 0,00096.

Кроме указанных выше свойств, горючее должно обладать следующим: не содержать воды и механических примесей, не замерзать при низкой температуре.

2. Система питания

Система питания служит для приготовления горючей смеси и подачи ее в цилиндры двигателя, чтобы обеспечить его нормальную работу.

Система питания (рис. 64) состоит из карбюратора 5, топливного бака 7, бензокраника 3 с фильтром 2, бензопровода 4, воздушного фильтра 6.

Рис. 64. Схема системы питания мотоциклетного двигателя: 1 — топливный бак; 2 — фильтр; 3 — бензокраник; 4 — бензопровод; 5 — карбюратор; 6 — воздушный фильтр.

Бензин из топливного бака через топливный фильтр по бензопроводу подается самотеком к карбюратору. Одновременно к карбюратору подводится воздух через воздушный фильтр. В карбюраторе горючее распиливается, в значительной мере испаряется и, смешиваясь с воздухом, образует горючую смесь. Затем через впускной патрубок горючая смесь поступает в цилиндр двигателя. После сгорания рабочей смеси отработавшие газы выталкиваются через выпускную трубу и глушитель наружу.

Таким образом, система питания подает горючее к цилиндрам, подает воздух, приготовляет горючую смесь и выпускает отработавшие газы.

Топливный бак обычно расположен на верхней части рамы, перед водителем. Емкость бака[4] обеспечивает запас хода дорожного мотоцикла в пределах 300–400 км.

Топливный фильтр обеспечивает очистку горючего до его поступления в карбюратор.

Воздушный фильтр очищает воздух, поступающий в цилиндры двигателя. Он должен быть небольших размеров, иметь малое сопротивление прохождению воздуха и простое устройство.

Карбюратор обеспечивает легкий запуск двигателя, приготовление горючей смеси необходимого для каждого режима работы двигателя состава и возможность регулировки качества горючей смеси в зависимости от условий эксплуатации. Карбюратор должен быть прост в изготовлении и иметь малые размеры. Он обычно располагается под топливным баком на задней стороне цилиндра. При V-образном расположении цилиндров карбюратор находится между цилиндрами. При оппозитном расположении цилиндров на каждый цилиндр ставится отдельный карбюратор.

3. Карбюрация

Распыление, испарение и смешивание горючего с воздухом называется карбюрацией, а прибор, при помощи которого это достигается, называется карбюратором.

Превращение горючего из жидкого состояния в парообразное (газообразное) осуществляется различными способами: распылением горючего, обдувом мелких капелек горючего воздухом, понижением давления воздуха в месте, где происходит распыление и испарение горючего, подогревом горючего или применением легко испаряющегося горючего.

К горючей смеси, полученной этими способами, предъявляется ряд требований. Она должна быть такой, чтобы горючее было в парообразном состоянии к моменту ее воспламенения, состав горючего внутри цилиндра был однородный, состав смеси во всех цилиндрах был одинаковый, горючая смесь обеспечивала наивыгоднейшее протекание рабочего процесса на данном режиме.

Горючая смесь

Состав горючей смеси, образуемой в карбюраторе и поступающей затем в цилиндр двигателя, зависит от режима работы двигателя.

Для полного сгорания различного горючего требуется различное количество воздуха. Так, для полного сгорания 1 кг бензина требуется 15 кг воздуха, а для сгорания 1 кг спирта — 8,9 кг воздуха.

Смесь, при которой происходит полное сгорание горючего с использованием всего кислорода, находящегося в данном количестве воздуха, называется нормальной. Если горючего в смеси больше, чем в нормальной, смесь называется богатой. Если же в смеси горючего меньше, чем в нормальной, и после сгорания в отработавших газах остается неиспользованный кислород, то такая смесь носит название бедной.

Но обогащение и обеднение смеси не должны быть слишком велики, так как при излишнем обогащении или обеднении горючая смесь уже не воспламеняется.

Соотношение воздуха и горючего, при котором испарившееся горючее, смешанное с воздухом, теряет способность воспламеняться, называется пределом горючести.

Различают для каждого сорта горючего два предела горючести — высший и низший.

При нормальных рабочих режимах и при нормальном тепловом состоянии двигателя пределы горючести разных сортов горючего различны, например, бензина 6,0—20,11, бензола 6,07–16,47, этилового спирта 3,78–15,75. Отсюда следует, что низший предел горючести, например, бензина будет при смеси 1 кг бензина и 6 кг воздуха, высший предел — 1 кг бензина и 20,11 кг воздуха.

В действительности состав смеси во время работы двигателя изменяется в значительно меньших пределах. В практике это имеет важное значение, так как при этом обеспечивается наивыгоднейшее протекание рабочего процесса двигателя, а следовательно, максимальная его мощность или максимальная экономичность.

При некотором обогащении смеси происходит наиболее быстрое сгорание рабочей смеси и за счет этого двигатель развивает максимальную мощность.

Наибольшая экономичность работы двигателя достигается в том случае, когда смесь несколько обеднена.

Состав смеси, обеспечивающей получение максимальной мощности, называется мощностным, а состав смеси, обеспечивающий максимальную экономичность, называется экономичным.

Влияние состава смеси на работу двигателя

По мере обогащения смеси в работе двигателя происходят следующие изменения: мощность двигателя и детонационные стуки вначале начинают расти, а затем постепенно уменьшаются; температура стенок и головки цилиндра уменьшается; наполнение цилиндров двигателя смесью увеличивается; приемистость двигателя при резком открытии дроссельного золотника повышается.

Увеличение мощности двигателя при составе смеси, близком к мощностному, происходит потому, что, несмотря на некоторый недостаток воздуха, увеличивается скорость сгорания и выделяется большее количество тепла, чем при нормальном.

При необогащенном составе смеси резкое открытие дроссельного золотника вызывает временное обеднение смеси, поступающей в цилиндры, вследствие того, что при этом скорость воздуха, обладающего меньшей инерцией, чем горючее, быстро увеличивается, а скорость горючего возрастает медленнее. Кроме того, большое количество воздуха, поступающего в карбюратор, резко понижает температуру смеси и уменьшает разрежение. За счет резкого обеднения смеси мощность двигателя падает, так как смесь сгорает очень медленно. Нагрузка на двигатель и обороты коленчатого вала возрастают спустя некоторое время после открытия дроссельного золотника, когда смесь, поступающая в цилиндр, приобретает новую скорость, но уже такую, при которой рабочий процесс будет протекать нормально.

При обогащенном составе смеси резкое открытие дроссельного золотника также вызовет уменьшение подачи горючего, но при этом состав смеси будет лишь приближаться к мощностному.

При работе на смеси переобогащенного состава наблюдается дымный выпуск и «выстрелы» в глушителе. Дымный выпуск является следствием неполного сгорания горючего, а «выстрелы» в глушителе происходят потому, что поступающие в него пары несгоревшего горючего сгорают при смешивании с имеющимся в глушителе воздухом. Этому способствует также и замедление сгорания переобогащенной смеси, продолжающееся и на такте выпуска.

Работа на переобогащенной смеси сопровождается чрезмерным расходом горючего, значительным нагарообразованием, быстрым загрязнением масла частицами нагара и засорением глушителя.

При обедненном составе смеси скорость сгорания уменьшается, давление газов в цилиндре двигателя падает. Это объясняется тем, что при сгорании смеси обедненного состава тепла выделяется меньше, кроме того, часть его тратится на нагревание избыточною воздуха.

При значительном обеднении скорость сгорания смеси настолько замедляется, что горение продолжается на такте расширения, выпуска и даже на такте впуска. В этом случае при открывании впускного клапана пламя распространяется во впускной патрубок и карбюратор, что вызывает хлопки.

Перегрев двигателя, наблюдаемый при составе смеси, близком к экономичному, приводит к чрезмерному повышению температуры стенок камеры сжатия, электродов свечей, выпускных клапанов и днища поршня. Вызывается он медленным догоранием смеси на тактах расширения и выпуска; при этом имеющийся в продуктах сгорания неиспользованный кислород способствует прогоранию выпускных клапанов.

Режим работы двигателя

Мотоциклетный двигатель работает на следующих режимах: запуск холодного двигателя; холостой ход; средние нагрузки; полная нагрузка; резкое открытие дроссельного золотника.

Запуск холодного двигателя затруднен тем, что при проворачивании коленчатого вала двигателя в цилиндре и карбюраторе не могут быть созданы условия, обеспечивающие хорошее испарение горючего: стенки карбюратора и цилиндра холодные, разрежение и скорость воздуха незначительны. При этих условиях будут испаряться и поступать в цилиндр двигателя только наиболее легко испаряющиеся части горючего, а остальное горючее останется на стенках карбюратора и впускной трубы в жидком виде. Для облегчения запуска необходимо распылить значительное количество горючего, чтобы испарившиеся легкие его частицы образовали с воздухом горючую смесь, состав которой был бы близок к мошностному. Поэтому при запуске двигателя карбюратор должен подавать избыточное количество горючего в соотношении 1 кг горючего на 3–4 кг воздуха.

При работе двигателя на холостом ходу количество горючей смеси, поступающей в цилиндры двигателя, составляет 15–20 % количества ее при полном открытии дроссельного золотника. Вследствие этого в цилиндре останется большое количество отработавших газов и смесь будет гореть медленнее. Кроме того, небольшая скорость движения воздуха за дроссельным золотником не обеспечивает хорошего перемешивания горючего с воздухом и полного испарения горючего.

По этим причинам для нормальной работы двигателя на холостом ходу необходимо подавать в цилиндры двигателя горючую смесь, состоящую из 7,5—10 кг воздуха на 1 кг горючего.

Основным режимом работы дорожного мотоцикла является режим средних нагрузок, на котором двигатель мотоцикла работает при неполном открытии дроссельного золотника и числе оборотов двигателя ниже максимальных. Так как на режиме средних нагрузок двигателе работает большую часть времени, то для уменьшения расхода горючего в цилиндры двигателя подают горючую смесь, состав которой близок к экономичному составу, т. е. 16–16,5 кг воздуха на 1 кг горючего. Но поскольку при данном составе смеси приемистость двигателя недостаточная, обычно на средних нагрузках подают в цилиндры двигателя несколько обогащенную смесь.

Работа двигателя на полных нагрузках и при экономичном составе смеси является нежелательной, так как при этом двигатель перегревается и не развивает максимальной мощности.

С целью получения максимальной мощности двигатель должен работать при полной нагрузке на смеси мощностного состава, в которой на 1 кг горючего приходится 12,5—13 кг воздуха.

Таким образом, в соответствии с изменением режима работы двигателя должен изменяться и состав горючей смеси.

Принцип работы мотоциклетного карбюратора

Мотоциклетный карбюратор работает по принципу распыливания горючего. Поэтому он называется распылительным, или пульверизационным, карбюратором.

На рис. 65 дана схема простейшего карбюратора, патрубок которого соединяется с впускным патрубком цилиндра.

Рис. 65. Простейший карбюратор: 1 — поплавковая камера; 2 — жиклер; 3 — смесительная камера; 4 — дроссельный золотник; 5 — распылитель.

Основными частями карбюратора являются:

— поплавковая камера, поддерживающая постоянный уровень горючего в карбюраторе;

— распылитель, распыливающий горючее в потоке воздуха, поступающего в карбюратор;

— жиклер — калиброванное отверстие, обеспечивающее подачу необходимого количества горючего в распылитель;

— дроссельный золотник, служащий для изменения количества поступающей в цилиндры горючей смеси в зависимости от режима работы двигателя.

Кроме того, у карбюраторов некоторых типов имеется диффузор-патрубок с сужением, которое обеспечивает истечение горючего из жиклера и интенсивное его распыление. При наличии в карбюраторе диффузора пространство, заключенное между сужением диффузора и дроссельным золотником, называется смесительной камерой, а полость, расположенная между дроссельным золотником и впускной трубой цилиндра, — камерой смешения.

Рассмотрим сущность работы простейшего распылительного карбюратора.

Во время такта впуска четырехтактного двигателя за счет увеличения объема над поршнем и наличия сопротивления в клапанах давление в цилиндре двигателя понижается. Наружный воздух под действием разности давления начинает поступать в камеру смешения карбюратора. Так как сечение канала карбюратора невелико, скорость воздуха, проходящего над распылителем, увеличивается и при этом давление уменьшается.

Вследствие того, что у верхнего конца распылителя давление воздуха меньше, чем давление в поплавковой камере 1, которая сообщается с атмосферой, уровень горючего в распылителе повышается, оно вытекает из распылителя, подхватывается у его кромки потоком воздуха, распыливается и, испаряясь по пути, поступает в цилиндры двигателя.

Горючее и воздух при своем движении по каналам карбюратора подчиняются в основном одним и тем же законам, но бензин, как и всякая другая жидкость, не меняет своей плотности при изменении разрежения, в то время как плотность воздуха с увеличением разрежения уменьшается. Кроме того, скорость потока воздуха несколько уменьшается вследствие трения воздуха о стенки карбюратора и завихрения потока воздуха.

Скорость движения горючего через жиклер с калиброванным каналом, имеющим небольшую длину, также несколько уменьшится вследствие трения горючего о стенки и завихрения.

Следовательно, можно подобрать калиброванный канал жиклера 2 такой длины, при которой расход воздуха через карбюратор и расход горючего через жиклер изменятся пропорционально, а состав смеси при изменении режима работы двигателя останется постоянным. При условии, если длина канала жиклера более чем в три раза больше диаметра жиклера, поток горючего в таком жиклере не будет завихриться и расход горючего с увеличением скорости понизится меньше, чем расход воздуха. Поэтому при длинном канале жиклера с увеличением оборотов и нагрузки двигателя состав смеси будет обогащаться.

Поскольку смесь с увеличением нагрузки вначале должна обедняться, а затем при полном открытии дроссельного золотника обогащаться, то ни жиклер с коротким каналом, ни жиклер с длинным каналом не обеспечат необходимого изменения состава смеси.

По этой причине простейший карбюратор не может создавать смесь необходимого состава для каждого режима работы двигателя.

4. Требования, предъявляемые к карбюраторам

К карбюраторам мотоциклетных двигателей предъявляются различные требования. Однако во всех случаях карбюратор должен обеспечивать: легкий запуск холодного двигателя, устойчивую работу на холостом ходу; необходимый состав горючей смеси для каждого режима работы двигателя; приемистость двигателя; простоту управления карбюратором и надежность его в эксплуатации.

Для легкого запуска холодного двигателя горючую смесь необходимо обогатить так, чтобы испарившиеся легкие части горючего, попав с воздухом в цилиндр двигателя, образовали там достаточно богатую смесь. Для обогащения горючей смеси при запуске карбюраторы снабжаются кнопкой-утопителем, получившей наибольшее распространение, или воздушной заслонкой.

Кнопка-утопитель расположена в крышке поплавковой камеры. При нажатии на кнопку-утопитель опускается поплавок с запорной иглой и в поплавковую камеру в избытке поступает горючее. Уровень горючего в поплавковой камере и распылителе поднимается, и горючее частично поступает в камеру смешения карбюратора. Поток воздуха, протекающий над поверхностью залитого в карбюратор горючего, увлекает наиболее легкие его частицы в цилиндр.

Воздушная заслонка устанавливается на входе воздуха в воздушный канал карбюратора. Перед запуском холодного двигателя воздушную заслонку закрывают.

При проворачивании коленчатого вала во всей полости воздушного канала карбюратора создается разрежение, обеспечивающее приток в воздушный канал из распылителя большого количества горючего, прежде всего его испарившихся легких частиц. В результате образуется богатая горючая смесь, что очень важно при запуске холодного двигателя.

Для устойчивой работы двигателя на холостом ходу карбюраторы снабжаются специальным устройством, называемым устройством холостого хода (рис. 66).

Рис. 66. Устройство холостого хода: 1 — жиклер холостого хода; 2 — воздушный канал; 3 — выходное отверстие; 4 — винт; 5 — топливный канал.

Устройство холостого хода состоит из жиклера холостого хода, винта, регулирующего качество смеси на холостом ходу, воздушного и топливного каналов и выходного отверстия, которое расположено за кромкой дроссельного золотника.

При работе двигателя на холостом ходу дроссельный золотник закрыт и разрежение создается только за его кромкой.

В результате разрежения горючее из поплавковой камеры через топливный канал поступает к винту, регулирующему качество смеси на холостом ходу. Здесь горючее смешивается с воздухом и поступает далее к выходному отверстию. При выходе из отверстия горючее снова перемешивается с воздухом, проникающим в щель между кромкой дроссельного золотника и стенкой камеры смешения, и проходит далее в цилиндры двигателя.

Качество смеси при работе двигателя на холостом ходу регулируется винтом. При вывертывании винта в топливный канал холостого хода поступает больше воздуха, поэтому разрежение, которое передается в топливный канал холостого хода, понижается, подача горючего уменьшается и состав смеси обедняется. При ввертывании винта подача воздуха в топливный канал уменьшается, разрежение и подача горючего увеличиваются и состав смеси обогащается.

Наличие одного выходного отверстия за кромкой дроссельного золотника не обеспечивает плавного перехода с режима холостого хода на режим средних нагрузок, так как по мере открытия дроссельного золотника количество поступающего в цилиндр воздуха увеличивается, разрежение за дроссельным золотником, а следовательно, и в каналах холостого хода уменьшается. Поэтому подача горючего через жиклер холостого хода резко падает. Одновременное увеличение подачи воздуха и уменьшение подачи горючего при начальном открытии дроссельного золотника приводят к резкому обеднению смеси.

Для обеспечения плавного перехода с холостого хода на режим работы средних нагрузок в канале холостого хода выполняют два отверстия, соединяющих топливный канал с камерой смешения карбюратора. Одно из этих отверстий расположено за кромкой дроссельного золотника, а другое перед кромкой. Во время работы двигателя на холостом ходу давление воздуха над отверстием, расположенным перед кромкой дроссельного золотника, равно атмосферному и скорость воздуха незначительна. Поэтому внешний воздух поступает через это отверстие и понижает разрежение, передаваемое в канал холостого хода через отверстие, расположенное за кромкой дроссельного золотника. При таком устройстве сечение жиклера должно быть несколько увеличено — только в этом случае можно избежать значительного уменьшения подачи горючего из-за снижения разрежения в каналах холостого хода. По мере открытия дроссельного золотника скорость воздуха и разрежение над отверстием, расположенным перед кромкой дроссельного золотника, увеличиваются и горючее из каналов холостого хода начинает поступать в камеру смешения через оба отверстия.

Таким образом, через отверстие, расположенное перед кромкой Дроссельного золотника, происходит не подсос воздуха в канал холостого хода, а истечение горючего в камеру смешения. При этом по мере открытия дроссельного золотника одновременно увеличивается подача горючего и воздуха, что обеспечивает получение смеси необходимого состава, а следовательно, устойчивую работу двигателя при переходе с холостого хода на средние нагрузки. С целью изменения состава смеси в зависимости от режима работы двигателя на средних и полных нагрузках в мотоциклетных карбюраторах применяются главные дозирующие устройства.

Главные дозирующие устройства включают распылитель, жиклер и иглу.

В зависимости от способа изменения расхода горючего в стенках распылителя иногда выполняются отверстия, через которые в него поступает воздух.

Для изменения состава смеси в зависимости от режима работы двигателя на средних и полных нагрузках в мотоциклетных карбюраторах применяются два способа, при помощи которых осуществляется торможение горючего, вытекающего через жиклер: механическое торможение и торможение воздухом (воздушное торможение). Часто в мотоциклетных карбюраторах применяются оба способа одновременно.

На рис. 67 показана схема карбюратора с механическим торможением горючего.

Рис. 67. Схема карбюратора с механическим торможением горючего: 1 — поплавковая камера; 2 — жиклер; 3 — распылитель; 4 — смесительная камера; 5 — трос управления дроссельным золотником; 6 — дроссельный золотник; 7 — игла золотника.

При полностью закрытом дроссельном золотнике, когда двигатель работает на холостом ходу, разрежение над распылителем ничтожно. При открывании дроссельного золотника 6 разрежение над распылителем 3 начинает увеличиваться и горючее из поплавковой камеры поступает через жиклер 2 в узкий кольцевой зазор между иглой 7 и стенками распылителя.

Таким образом, горючее проходит в распылителе через два последовательно расположенных отверстия — жиклер и кольцевой зазор между конической частью иглы и стенками распылителя.

До момента выхода из распылителя цилиндрической части иглы, закрепленной в дроссельном золотнике, карбюратор обогащает смесь.

При дальнейшем открытии дроссельного золотника сечение отверстия для прохода воздуха между стенками камеры смешения и дроссельным золотником резко увеличивается, а скорость воздуха, а следовательно, и разрежение уменьшаются одновременно с увеличением количества поступающего в цилиндр воздуха. В результате этого смесь обедняется.

Чтобы при открывании дроссельного золотника не происходило обеднения смеси за счет падения разрежения, в конструкции карбюратора предусмотрено одновременное открытие дроссельного золотника и иглы. При этом коническая часть иглы выходит из распылителя. Таким образом, кольцевой зазор между верхними кромками распылителя и иглой увеличивается. В этом случае горючее поступает последовательно через жиклер и увеличенный кольцевой зазор.

По мере дальнейшего открытия дроссельного золотника, когда форма проходного отверстия, образованного дроссельным золотником и стенками камеры сгорания, приближается к круглой, проходное отверстие увеличивается медленнее, чем кольцевой зазор. Вследствие этого горючая смесь при открытии дроссельного золотника обогащается и двигатель работает при мощностном составе смеси.

При неизменном положении дроссельного золотника, а следовательно, и при неизменном положении иглы подобные карбюраторы в случае увеличения оборотов коленчатого вала двигателя обогащают смесь. Поэтому карбюраторы с механическим торможением применяются на мотоциклах с двигателями небольшой мощности, которые во время движения работают с большой нагрузкой при мало изменяющемся числе оборотов коленчатого вала.

Воздушное торможение горючего применяется на карбюраторах с дросселем, выполненным в виде заслонки, расположенной за диффузором, в котором находится распылитель.

Схема карбюратора с воздушным торможением горючего показана на рис. 68.

Рис. 68. Схема карбюратора с воздушным торможением горючего: 1 — поплавковая камера; 2 — жиклер; 3 — распылитель; 4 — смесительная камера; 5 — трос управления дроссельным золотником; 6 — дроссельная заслонка; 7 — канал тормозного воздуха.

Принцип работы такого карбюратора основан на том, что при открывании дроссельного золотника или при увеличении оборотов коленчатого вала двигателя скорость воздуха и разрежение в диффузоре растут. Воздух, проходящий по каналу 7 в распылитель, уменьшает разрежение у жиклера и, снижая таким образом расход горючего, сохраняет неизменным состав смеси.

У карбюраторов с дросселем в виде золотника при подъеме золотника, как указано выше, разрежение у распылителя падает, а следовательно, уменьшается и подача горючего. По этой причине у таких карбюраторов воздушное торможение горючего применяется только вместе с механическим.

На рис. 69 показана схема карбюратора с комбинированным воздушно-механическим торможением горючего.

Рис. 69. Схема карбюратора с комбинированным торможением горючего: 1 — поплавковая камера; 2 — жиклер; 3 — распылитель; 4 — смесительная камера; 5 — трос управления золотником; б — дроссельный золотник; 7 — игла золотника; 8 — канал тормозного воздуха.

В случае неизменного положения дроссельного золотника, а следовательно, и иглы, состав смеси при изменении оборотов коленчатого вала двигателя изменяется за счет воздушного торможения горючего, так как при изменении скорости воздуха и разрежения над распылителем воздух, поступающий по каналу 5, соответственно уменьшает подачу горючего. Состав смеси при этом поддерживается необходимым для данного режима работы двигателя.

При изменении положения дроссельного золотника, но при постоянном числе оборотов коленчатого вала изменяется и скорость воздуха, и разрежение над распылителем, а также изменяется и положение иглы в распылителе. При этом происходит одновременно и механическое, и воздушное торможение горючего.

Смесь в зависимости от условий эксплуатации может быть обогащена на всех режимах двумя способами: увеличением подачи горючего и уменьшением подачи воздуха.

Наиболее распространенным способом обогащения является увеличение подачи горючего, так как при этом способе обеспечивается возможность подачи в цилиндры двигателя максимального количества воздуха и, следовательно, получить максимальную мощность.

Подача горючего может быть увеличена или посредством увеличения проходного сечения жиклера с помощью иглы, или путем подъема иглы, изменяющей проходное сечение распылителя при постоянном сечении жиклера.

Положение иглы в распылителе можно изменить двумя способами: перестановкой иглы в дроссельном золотнике при помощи замка, позволяющего закреплять иглу в дроссельном золотнике в различных положениях, или перемещением иглы в дроссельном золотнике независимо от положения самого золотника. Перемещать иглу водитель может при помощи троса.

Обогащение смеси за счет уменьшения подачи воздуха в процессе эксплуатации осуществляется изменением положения воздушной заслонки, которая расположена на входе воздуха в воздушный канал карбюратора. При частичном закрывании воздушной заслонки сопротивление поступлению воздуха в карбюратор и разрежение в камере смешения увеличиваются и смесь обогащается. Но такой способ обогащения приводит к уменьшению наполнения цилиндров.

5. Устройство карбюраторов

Карбюраторы бывают различных типов и марок. Здесь будет описано устройство карбюраторов К-28, К-30 и К-37.

Карбюратор К-30. Этот карбюратор устанавливается на двигателе мотоциклов К-125 и M1А. Он работает с механическим торможением горючего.

Рассмотрим конструкцию и работу карбюратора К-30 (рис. 70).

Рис. 70. Карбюратор К-30: 1 — трос управления золотника; 2 — гайка; 3 — крышка корпуса; 4 — пружина золотника; 5 — дроссельный золотник; 6 — хомут; 7 — игла золотника; 8 — жиклер; 9 — пробка отстойника; 10 — канал топливный; 11 — поплавковая камера; 12 — поплавок; 13 — запорная игла; 14 — штуцер бензопровода; 16 — утопитель поплавка.

Горючее из бака по бензопроводу поступает к штуцеру 14, в нижней части которого выполнено гнездо запорной иглы 13. Запорная игла с помощью пружинного замка соединена с поплавком 12. Пройдя гнездо запорной иглы, горючее поступает в поплавковую камеру 11, из которой через канал 10 подводится к жиклеру 8, закрытому снизу пробкой 9 отстойника. Далее горючее через жиклер 8 поступает к распылителю, в котором находится игла 7, связанная с дроссельным золотником 5 с помощью пластинчатого замка. Уровень горючего в поплавковой камере должен находиться на высоте 22 мм от верхней крышки корпуса поплавковой камеры. Опускание дроссельного золотника осуществляется пружиной 4, расположенной под крышкой 3, подъем — тросом 1, оболочка которого опирается на регулировочную гайку 2.

В патрубке карбюратора имеется разрез, который обеспечивает закрепление карбюратора на патрубке двигателя. В крышке поплавковой камеры выполнен утопитель поплавка 15.

Дроссельный золотник внизу имеет плоскость. Когда дроссельный золотник закрыт, эта плоскость находится над распылителем. При работе двигателя на холостом ходу между плоскостью дроссельного золотника и кромками карбюратора создается разрежение. Под действием разрежения горючее из поплавковой камеры проходит через жиклер и, выходя из распылителя, смешивается с воздухом, проходящим над дроссельным золотником. Затем горючее поступает в цилиндры двигателя. При подъеме дроссельного золотника вместе с ним поднимается и игла, которая, увеличивая кольцевой зазор между иглой и стенками распылителя, обеспечивает приготовление смеси необходимого для данного режима состава.

При запуске и прогреве двигателя смесь обогащается при помощи воздушной заслонки, расположенной в воздухоочистителе.

Кроме того, при запуске уровень горючего в поплавковой камере может быть повышен с помощью утопителя, расположенного на крышке поплавковой камеры.

Изменение состава смеси в зависимости от условий эксплуатации осуществляется перестановкой в дроссельном золотнике иглы, на которой вверху имеются выточки.

Минимальные обороты холостого хода регулируются изменением положения золотника с помощью регулировочной гайки 2.

Карбюратор К-28. Этот карбюратор устанавливается на двигателе мотоцикла ИЖ-350 (рис. 71).

Рис. 71. Карбюратор К-28: 1 — поплавковая камера; 2 — поплавок; 3 — запорная игла; 4 — утопитель; 5 — крышка поплавковой камеры; 6 — штуцер; 7 — воздушная заслонка; 8 — пружина заслонки; 9 — оболочка троса; 10 — регулировочный штуцер; 11 — дроссельный золотник; 12 — хомут; 13 — отверстие для винта качественной регулировки; 14 — канал холостого хода; 15 — распылитель; 16 — жиклер; 17 — соединительная гайка; 18 — топливный канал; 19 — канал тормозного воздуха.

Он имеет воздушно-механическое торможение горючего, устройство холостого хода и воздушную заслонку.

Горючее поступает из бака через бензопровод в штуцер 6, который расположен в крышке 5 поплавковой камеры. Пройдя штуцер, горючее попадает в поплавковую камеру 1, в которой расположен поплавок 2 с запорной иглой 3. После того, как горючее в поплавковой камере достигнет необходимого уровня, запорная игла закроет входное отверстие в штуцере.

Из поплавковой камеры горючее по каналу 18 поступает к распылителю 15. В нижнюю часть распылителя ввернут жиклер 16. Затем горючее через жиклер 16 попадает в распылитель, в котором находится коническая игла. Верхний конец иглы при помощи пружинного кольца закреплен в дроссельном золотнике 11. Дроссельный золотник соединен с тросом. Внешний конец троса соединен с ручкой управления дроссельным золотником. В вырезе дроссельного золотника расположена воздушная заслонка 7, на которую действует пружина 8 заслонки. Управление заслонкой осуществляется тросом, оболочка 9 троса опирается на регулировочный штуцер 10 с контргайкой.

В корпусе карбюратора выполнены канал 14 холостого хода, имеющий два выходных отверстия: одно из них расположено перед кромкой дроссельного золотника, а другое — за кромкой. Через отверстие 13, величина проходного сечения которого регулируется винтом, в топливный канал холостого хода поступает воздух.

Поплавковая камера соединяется с корпусом карбюратора при помощи соединительной гайки 17.

Карбюратор крепится к патрубку двигателя хомутом 12.

При работе на холостом ходу разрежение создается за дроссельным золотником. Поступающее из поплавковой камеры горючее смешивается с воздухом, входящим в топливный канал холостого хода 14 через отверстие 13. В дальнейшем горючее снова смешивается с воздухом, поступающим в канал через выходное отверстие, расположенное перед кромкой дроссельного золотника.

Смешанное с воздухом горючее поступает далее через выходное отверстие, расположенное за дроссельным золотником, в камеру смешения и, перемешиваясь там с воздухом, поступающим из-под кромки дроссельного золотника, подается потом в цилиндр.

Плавный переход с холостого хода на режим средних нагрузок обеспечивается тем, что при начале подъема дроссельного золотника разрежение действует на оба выходных отверстия. Подсос воздуха в канал прекращается.

Таким образом, с увеличением подачи воздуха увеличивается и подача горючего.

При работе на режимах средних и полных нагрузок горючее из поплавковой камеры через жиклер поступает в распылитель, проходное сечение которого в верхней части изменяется иглой. Воздух, поступающий через канал 19, понижает разрежение у распылителя.

При изменении положения дроссельного золотника при работе на режиме средних нагрузок состав смеси изменяется в соответствии с режимом работы двигателя за счет механического торможения горючего иглой и за счет воздушного торможения горючего, поступающего в полость, окружающую распылитель. При неизменном положении дроссельного золотника состав смеси изменяется за счет воздушного торможения горючего.

Обогащение смеси при запуске и прогреве двигателя осуществляется при помощи воздушной заслонки.

Для повышения уровня горючего в поплавковой камере при запуске холодного двигателя в крышке поплавковой камеры установлен утопитель.

Карбюратор К-37. Этот карбюратор (рис. 72) устанавливается на двигателе мотоцикла М-72.

Рис. 72. Карбюратор К-37: 1 — поплавковая камера: 2 — поплавок; 3 — крышка поплавковой камеры; 4 — утопитель; 5 — запорная игла; 6 — штуцер; 7 — канал подачи воздуха к винту качественной регулировки; 8 — канал тормозного воздуха; 9 — дроссельный золотник; 10 — крышка корпуса; 11 — регулировочный штуцер; 12 — ограничитель; 13 — упорный винт; 14 — камера смешения; 15 — игла золотника; 16 — выходное отверстие устройства холостого хода; 17 — винт качественной регулировки; 18 — жиклер холостого хода; 19 — главный жиклер; 20 — соединительная гайка; 21 — распылитель; 22 — сетчатый фильтр.

Он имеет воздушно-механическое торможение горючего, устройство холостого хода и утопитель для обогащения смеси перед пуском.

Горючее подается из бака по бензопроводу и через штуцер поступает в поплавковую камеру 1.

Когда горючее в поплавковой камере достигнет нормального уровня, поплавок 2 закроет запорной иглой 5 входное отверстие в штуцере.

Из поплавковой камеры горючее поступает через сетчатый фильтр, расположенный на соединительной гайке 20, к распылителю 21, в нижний конец которого ввернут главный жиклер 19. В верхнюю часть отверстия распылителя входит коническая игла 15, закрепленная верхним концом в дроссельном золотнике 9. В верхней части распылителя имеются два боковых отверстия, через которые проходит воздух, поступающий в окружающую распылитель полость по каналу 8.

Дроссельный золотник, соединенный тросом с ручкой управления, опускается вниз под действием пружины, верхний конец которой опирается на крышку 10 корпуса. Зазор между кромкой дроссельного золотника и стенками камеры смешения устанавливается при помощи упорного винта 13.

Рядом с распылителем расположен жиклер холостого хода 18. В топливный канал холостого хода воздух поступает через канал 7 и канал, защищенный фильтром 22. Количество поступающего в топливный канал воздуха регулируется винтом 17. Выходное отверстие 16 устройства холостого хода расположено в камере смешения 14 за кромкой дроссельного золотника.

В крышке 3 поплавковой камеры расположен утопитель 4. В крышке 10 помещен ограничитель 12, ограничивающий подъем дроссельного золотника при обкатке нового мотоцикла.

При работе двигателя на холостом ходу горючее проходит через жиклер холостого хода, смешивается с воздухом, поступающим в топливный канал у винта 17, и затем через отверстие 16 выходит в камеру смешения, где перемешивается с воздухом, проходящим под кромкой дроссельного золотника. Перемешанное с воздухом горючее образует горючую смесь, которая поступает далее в цилиндр двигателя.

При работе на средних и полных нагрузках горючее из поплавковой камеры поступает через жиклер в распылитель, проходное сечение которого изменяется при перемещении в нем конической части иглы.

Воздух, поступающий по каналу 8 в полость, окружающую распылитель, понижает там разрежение и изменяет состав смеси в зависимости от режима работы двигателя.

Так же как и у карбюратора К-28, изменение положения дроссельного золотника вызывает изменение кольцевого зазора между иглой и стенками распылителя. При этом подача горючего изменяется.

При неизменном положении дроссельного золотника состав смеси изменяется за счет торможения горючего воздухом, поступающим к распылителю по каналу 8.

Начало подъема дроссельного золотника изменяется при помощи штуцера 11, на который опирается оболочка троса.

6. Воздухоочистители

Мотоциклы наиболее часто используются в теплое время года, когда, как известно, дороги, особенно грунтовые, покрыты пылью. Дорожная пыль, поступая с воздухом в цилиндры двигателя, способствует быстрому увеличению износа цилиндров, поршней и поршневых колец, а также образованию нагара в цилиндрах. Пыль, попадающая внутрь картера двигателя, увеличивает износ подшипников и, загрязняя масло, затрудняет подачу его к подшипникам.

Для предотвращения попадания пыли в цилиндры двигателя применяются воздухоочистители.

Воздухоочистители должны обеспечивать: высококачественную очистку поступающего в цилиндр воздуха от содержащейся в нем пыли; незначительное сопротивление прохождению воздуха через воздухоочиститель.

Качество очистки воздуха, прошедшего через воздухоочиститель, оценивается содержанием в нем пыли. Принято считать, что количество пыли не должно превышать 0,001 г/м^3 воздуха.

Качество очистки воздуха зависит от степени загрязненности воздухоочистителя. Своевременная очистка воздухоочистителя от пыли и устранение неплотностей в соединениях обеспечивают высокое качество очистки воздуха.

Несвоевременная очистка воздухоочистителя приводит к снижению его пропускной способности, а также к уменьшению мощности двигателя, вследствие того, что при загрязнении воздухоочистителя уменьшается подача воздуха и увеличивается разрежение в карбюраторе, рабочая смесь обогащается и процесс горения ухудшается.

Воздухоочистители, применяемые на мотоциклетных двигателях, могут быть центробежными, контактно-масляными или инерционно-масляными.

На рис. 73 представлен центробежный воздухоочиститель, применяемый на мотоциклах ИЖ-350 и ИЖ-49.

Рис. 73. Центробежный воздухоочиститель: 1 — горловина; 2 — защитный колпак; 3 — направляющие лопатки; 4 — кожух; — отверстия; 5 — пылесборник.

Внешний воздух поступает под защитный колпак 2 на направляющие лопатки 3, которые создают вихревой поток воздуха в кожухе 4. Под действием центробежной силы пыль отбрасывается к стенкам кожуха и, опускаясь вниз, попадает через отверстия 5 в крышке в пылесборник 6.

Контактно-масляный воздухоочиститель показан на рис. 74.

Рис. 74. Контактно-масляный воздухоочиститель: 1 — корпус; 2 — сетка; 3 — воздушная заслонка.

Подобные воздухоочистители устанавливаются на двигателе мотоциклов М1А, К-125.

В корпусе воздухоочистителя устанавливаются две металлические сетки 2, между которыми находится набивка. Набивка периодически смачивается маслом.

Поступающий в цилиндр воздух проходит через сетку 2 и набивку, разбиваясь там на мелкие струи и оставляя на набивке частицы пыли.

На двигателе мотоцикла М-72 устанавливается инерционно-контактно-масляный воздухоочиститель (рис. 75).

Рис. 75. Инерционно-контактно-масляный воздухоочиститель: 1 — корпус воздухоочистителя; 2 — масляная ванна; 3 — фильтрующая набивка.

Воздух поступает под крышку корпуса 7, затем, опускаясь вниз, проходит над поверхностью масла в масляной ванне, оставляя там наиболее тяжелые частицы пыли. После этого воздух проходит через набивку сетчатого фильтра, смоченную маслом, и очищенный поступает в карбюратор.

Уход за воздухоочистителями заключается в периодической их очистке, пропитке маслом набивки и замене масла.

Периодичность очистки зависит от условий эксплуатации.

Фильтрующая набивка после промывки чистым бензином пропитывается моторным маслом. На место воздухоочиститель устанавливается только после того, как все избыточное масло из набивки вытечет.

Глава IX

ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЕ МОТОЦИКЛА

1. Аккумуляторные батареи

Электрооборудование мотоцикла включает источники электрического тока и потребители.

К источникам электрического тока относятся аккумуляторная батарея и генератор. В некоторых случаях источником тока для зажигания рабочей смеси является магнето.

Аккумуляторная батарея питает электрическим током потребителей в том случае, когда двигатель мотоцикла работает на малых оборотах или не работает.

Генератор вырабатывает электрический ток для питания потребителей на всех режимах работы двигателя, кроме работы на малых оборотах.

К потребителям электрического тока в электрооборудовании мотоцикла относятся: приборы зажигания, обеспечивающие воспламенение рабочей смеси в цилиндре двигателя; приборы освещения, обеспечивающие освещение дороги во время движения мотоцикла; приборы сигнализации, звуковые (гудки) и световые (стоп-сигнал); контрольные приборы (контрольные лампы и амперметры).

Электрическая энергия может быть получена в результате преобразования химической или механической энергии. В свою очередь электрическая энергия может быть преобразована в химическую или механическую энергию. Примером преобразования химической энергии в электрическую и электрической в химическую служит аккумуляторная батарея, устанавливаемая на мотоциклах.

Аккумуляторная батарея обладает свойством накапливать электрическую энергию (зарядка) и отдавать ее потребителям (разрядка).

Мотоциклетная аккумуляторная батарея (рис. 76) состоит из трех аккумуляторов, соединенных последовательно.

Рис. 76. Мотоциклетная аккумуляторная батарея: 1 — банка аккумуляторной батареи; 2 — отрицательные пластины; 3 — положительные пластины; 4 — сепараторы; 5 — зажимы; 6 — пробки заливных отверстий.

Каждый аккумулятор состоит из банки 1, положительных 3 и отрицательных 2 пластин и крышки с заливной пробкой 6.

Пластины аккумулятора выполнены из свинца в виде решетки, отверстия которой заполнены активной массой, состоящей из смеси сурика и глета, замешанной на серной кислоте и вмазанной в решетки аккумулятора. Активная масса имеет пористое строение, что обеспечивает большую поверхность соприкосновения пластин с электролитом (раствором серной кислоты в воде). Положительные и отрицательные пластины разделены сепараторами 4.

Положительные пластины соединены перемычкой, которая имеет вывод, расположенный снаружи банки. Отрицательные пластины также соединены перемычкой и имеют свой общий вывод. Внизу пластины и сепараторы опираются на выступы, имеющиеся на дне банки. Выступы устраняют возможность замыкания расположенных рядом пластин выпавшей из пластин активной массой.

Если пропускать электрический ток, соединив положительный полюс источника тока с выводом положительных пластин, а отрицательный полюс — с выводом отрицательных пластин аккумулятора, под действием электрического тока активная масса отрицательной пластины превращается в губчатый свинец, а активная масса положительной пластины — в перекись свинца. В результате этого плотность электролита повышается и происходит накапливание электрической энергии.

При включении аккумулятора в цепь потребителей снова происходит взаимодействие активной массы с электролитом. На положительных и отрицательных пластинах образуется сернокислый свинец, и плотность электролита уменьшается.

Каждый аккумулятор независимо от величины числа пластин дает напряжение, равное примерно 2 в.

На большинстве мотоциклов принята шестивольтовая система электрооборудования. Чтобы от аккумуляторной батареи получить напряжение 6 в, аккумуляторную батарею составляют из трех аккумуляторов, соединенных последовательно.

Количество электричества, получаемое от полностью заряженной аккумуляторной батареи при разрядке в течение 10 часов током постоянной величины, носит название емкости аккумуляторной батареи.

Емкость аккумуляторной батареи измеряется в ампер-часах. Число ампер-часов представляет собой произведение принятого для данной аккумуляторной батареи разрядного тока на время, в течение которого будет происходить разрядка.

На мотоциклах устанавливаются аккумуляторные батареи, имеющие обозначение ЗМТ-7 и ЗМТ-14. Первый знак — цифра 3 обозначает количество аккумуляторов в батарее, а следовательно, и напряжение батареи. Второй знак — буква М и третий знак — буква Т обозначают, что аккумуляторная батарея мотоциклетного типа. Последняя цифра обозначает емкость аккумулятора при 10-часовом разряде.

2. Генераторы

Генератор служит для питания электрическим током потребителей и для зарядки аккумуляторной батареи.

Генератор на мотоцикле работает в условиях переменного числа оборотов коленчатого вала и изменяющейся нагрузки, но для нормальной работы всех приборов системы электрооборудования генератор на всех рабочих режимах должен поддерживать постоянное напряжение.

Генератор, устанавливаемый на мотоциклах, должен иметь небольшие размеры, небольшой вес и надежно работать в различных условиях эксплуатации.

Основой работы генератора является наведение тока в проводнике, который пересекает магнитное поле.

Схема генератора представлена на рис. 77.

Рис. 77. Схема генератора: 1 — корпус; 2 — полюсные башмаки; 3 — обмотка возбуждения; 4 — якорь; 5 — щетка; 6 — коллектор.

Генератор состоит из корпуса 1 с полюсными башмаками 2. На полюсных башмаках намотана обмотка возбуждения 3, которая своими концами соединяется со щетками 5. От щеток провода выходят наружу для соединения с потребителями.

Корпус и полюсные башмаки выполнены из стали, обладающей остаточным магнетизмом. На якоре 4 намотаны проводники, концы которых крепятся к пластинам коллектора 6. Каждая пластина изолирована от соседних пластин.

Когда во время работы двигателя якорь начинает вращаться, проводники якоря пересекают магнитное поле между полюсными башмаками корпуса. При этом в проводниках наводится электрический ток, который частично идет по цепи обмотки возбуждения и частично поступает на питание потребителей. Ток, проходящий по обмотке возбуждения, превращает полюсные башмаки в электромагниты, магнитное поле между башмаками усиливается, и на обмотки якоря генератора наводится большее напряжение.

Таким образом, с увеличением возбуждения растет и напряжение, снимаемое со щеток генератора.

На мотоциклах применяются генераторы как постоянного, так и переменного тока.

Генератор Г-11 (рис. 78). Устанавливается он на двигателе мотоцикла М-72.

Рис. 78. Генератор Г-11: 1 — корпус генератора; 2 — обмотка возбуждения; 3 — полюсный башмак; 4 — передняя крышка корпуса; 5 — защитная лента; 6 — якорь; 7 — коллектор; 8 — задняя крышка корпуса; 9 — щетки.

Корпус генератора 1 имеет один полюсный башмак 3, на котором намотана обмотка возбуждения 2. Роль второго полюсного башмака выполняет углубление на противоположной башмаку стенке корпуса.

Внутри корпуса эксцентрично размещен якорь 6 генератора, концы обмоток которого выведены на коллектор 7. Электрический ток с коллектора снимается щетками 9, установленными в щеткодержателях на задней крышке 8 корпуса. Вал якоря опирается на шариковые подшипники, установленные в передней 4 и задней крышках корпуса генератора. Один конец обмотки возбуждения подсоединен к зажиму Ш, а второй конец — с одной щеткой генератора, которая имеет вывод, к зажиму Я. Другая щетка генератора соединена с массой корпуса генератора. В задней крышке корпуса генератора имеются окна, закрываемые лентой 5.

На валу якоря устанавливается шестерня, которая входит в зацепление с шестерней распределения двигателя. Эксцентричное расположение вала якоря в корпусе позволяет регулировать зазор между зубьями шестерен привода.

Правильная установка зазора достигается поворотом корпуса генератора по часовой стрелке до отказа и последующим перемещением корпуса на 2–3 мм в обратную сторону.

Мощность генератора Г-11 равна 45 вт при 7500 оборотов в минуту и напряжении 6 в.

На мотоциклах M1А устанавливается генератор Г-35, а на мотоциклах ИЖ-350 — генератор Г-36. Генераторы Г-35 и Г-36 принципиального отличия в устройстве от генератора Г-11 не имеют.

3. Реле-регуляторы

Во время работы двигателя обороты якоря генератора изменяются в больших пределах, а следовательно, изменяется и напряжение тока, вырабатываемого генератором. Значительное увеличение напряжения тока во время работы двигателя может привести к перегоранию нитей ламп в системе освещения, к чрезмерному повышению силы зарядного тока и т. д.

С целью поддержания постоянства напряжения при изменении оборотов якоря генератора в систему электрооборудования включен специальный прибор — реле-регулятор (реле-регулятор состоит из двух самостоятельно работающих приборов — регулятора напряжения и реле обратного тока).

Но при постоянном напряжении, поддерживаемом регулятором, сила тока, снимаемая с генератора, при увеличении нагрузки будет увеличиваться. Поэтому регулятор предназначен также ограничивать силу тока, вырабатываемого генератором. Таким образом, регулятор напряжения предохраняет генератор от перегрузки, приводящей к перегреву обмоток генератора и выходу их из строя.

Реле обратного тока служит для соединения цепи генератор — аккумуляторная батарея, когда напряжение тока, вырабатываемого генератором, выше напряжения аккумулятора (зарядка аккумулятора), и для размыкания цепи генератор — аккумуляторная батарея, когда напряжение тока, вырабатываемого генератором, ниже напряжения аккумуляторной батареи, так как при падении напряжения генератора ток из «аккумуляторной батареи может пойти на массу по обмоткам генератора и перегреть их.

Реле-регулятор РР-30. На мотоциклах М1А и М-72 устанавливаются реле-регуляторы РР-30 и РР-31. Поскольку они имеют одинаковое устройство, ограничимся описанием работы реле-регулятора РР-30 (рис. 79).

Рис. 79. Реле-регулятор РР-30: 1 — сердечник реле обратного тока; 2 — ярмо реле обратного тока; 3 — якорь реле обратного тока; 4 — неподвижный контакт (стойка) реле обратного тока; 5 — сердечник регулятора напряжения; 6 — ярмо регулятора напряжения; 7 — якорь регулятора; 8 — неподвижный контакт регулятора напряжения; 9 — замок зажигания; 10 — контрольная лампочка; 11 — обмотка возбуждения генератора; 12 — якорь генератора; 13 — щетки; 14 — аккумулятор; С — толстая сериесная обмотка реле обратного тока; Ш — шунтовая обмотка; С' — сериесная обмотка регулятора напряжения; Ш' — шунтовая обмотка регулятора напряжения; К — выравнивающая обмотка; Р — сопротивление реле-регулятора; Б — контакт; Я и П — зажимы.

Он состоит из реле обратного тока и регулятора напряжения.

Реле обратного тока состоит из сердечника 1 с ярмом 2. Над сердечником расположен якорь 3. На якоре и на стойке 4 имеются контакты. На якорь действует пружина, которая стремится держать контакты в разомкнутом состоянии.

На сердечнике намотаны две обмотки: тонкая Ш (шунтовая), один конец которой соединен с ярмом, а другой — с массой реле, и толстая (сериесная) обмотка С, один конец которой также соединяется с ярмом, а другой — с толстой обмоткой С' регулятора напряжения. Неподвижный контакт (стойка) 4 соединен проводом с контактом Б на коробке реле-регулятора.

Рядом с реле обратного тока расположен регулятор напряжения. Сердечник регулятора 5 соединен с ярмом 6. На ярме установлен якорь 7, контакт которого пружиной прижимается к неподвижному контакту 8 регулятора напряжения.

На сердечнике имеются три обмотки: шунтовая Ш', сериесная С' и выравнивающая К.

Шунтовая обмотка Ш' регулятора соединена одним концом с массой коробки регулятора, а другим концом — с параллельно включенными сопротивлениями Р в 15 ом и 4 ом.

Сериесная обмотка С' регулятора одним концом соединена с зажимом Я на коробке, а другим концом — с сериесной обмоткой С реле. Выравнивающая обмотка К соединена одним концом с контактом Ш на коробке реле-регулятора, а другим концом — с проводником, соединяющим сопротивление в 15 ом с неподвижным контактом регулятора напряжения.

При работе двигателя на малых оборотах ток, вырабатываемый генератором, поступает к зажиму Я реле-регулятора и через сериесную обмотку С, ярмо и шунтовую обмотку Ш реле идет на массу коробки. По массе коробки и соединительному проводу ток возвращается в генератор.

Кроме того, ток, поступая на ярмо реле, проходит далее по ярму регулятора. С ярма через контакты регулятора ток поступает к зажиму Ш и затем проходит в обмотку возбуждения генератора. С ярма генератора ток также поступает через сопротивление 4 ом в шунтовую Ш обмотку регулятора и далее на массу.

Таким образом, выравнивающая обмотка включена последовательно в цепь возбуждения и ток в шунтовую обмотку поступает через сопротивление 4 ом. При этом сила тока в шунтовой обмотке регулятора зависит от напряжения генератора.

При увеличении числа оборотов напряжение генератора достигает 6,2–6,8 в, превышая напряжение аккумуляторной батареи, и контакты реле замыкаются. С этого момента ток через замкнутые контакты реле поступает к зажиму Б реле-регулятора и далее идет на зарядку аккумуляторной батареи.

При напряжении генератора 6,7 в ток, проходящий через шунтовую обмотку, намагничивает сердечник, в результате чего якорь регулятора притягивается к сердечнику и контакты регулятора размыкаются. При разомкнутых контактах ток с ярма регулятора поступает в обмотку возбуждения последовательно через сопротивления в 4 и 15 ом. Сила тока в обмотке возбуждения уменьшается, магнитное поле ослабевает и напряжение генератора падает. При падении напряжения генератора сердечник регулятора размагничивается и контакты снова замыкаются.

При замкнутых контактах регулятора ток возбуждения растет и контакты снова размыкаются.

Замыкание и размыкание контактов происходят с большой частотой, и поэтому колебание напряжения не влияет на работу потребителей. Однако с увеличением числа оборотов при наличии в регуляторе одной шунтовой обмотки напряжение генератора будет несколько возрастать.

Для сохранения постоянного напряжения выравнивающая обмотка включена последовательно обмотке возбуждения. Выравнивающая обмотка наложен на сердечник так, что она размагничивает сердечник. При наличии одной шунтовой обмотки напряжение генератора несколько растет, а ток возбуждения падает. Таким образом, размагничивающее действие выравнивающей обмотки с увеличением числа оборотов также падает, а контакты регулятора размыкаются раньше.

Сериесная обмотка регулятора служит для предохранения генератора от перегрузки; она ограничивает силу отдаваемого генератором тока. Когда за счет увеличения нагрузки сила тока, отдаваемого генератором, достигнет 5,5 в, ток, проходящий по сериесной обмотке регулятора, намагнитит сердечник и контакты регулятора разомкнутся. Ток в обмотку возбуждения пойдет через сопротивления в 4 и 15 ом, и сила тока генератора упадет. Падение силы тока вызовет размагничивание сердечника и замыкание контактов.

При уменьшении числа оборотов генератора сила тока, отдаваемая им, понизится. При понижении силы тока до 0,5–3,5 а ток от аккумуляторной батареи пройдет через замкнутые контакты и сериесную обмотку реле обратного тока и размагнитит сердечник. При этом контакты реле разомкнутся и генератор прекратит подачу тока к потребителям.

В фаре мотоцикла расположена контрольная лампа. При включении замка зажигания 9 ток от аккумуляторной батареи идет к катушке зажигания, а также через контрольную лампу к зажиму Я генератора и через обмотку якоря генератора и массу возвращается в аккумуляторную батарею. Лампа при этом горит. После того как контакты реле замкнутся, ток к контрольной лампе будет подходить от генератора через зажим Я и от аккумуляторной батареи через зажим Б. Лампа при этом гаснет.

4. Зажигание

Известно, что рабочая смесь воспламеняется в цилиндре двигателя электрической искрой. Эта искра возникает между электродами свечи при подведении к ним тока высокого напряжения: 7000—15 000 в.

На мотоциклетных двигателях применяется батарейное зажигание, в котором источником тока является аккумуляторная батарея, и зажигание от магнето, где источником тока является само магнето.

Батарейное зажигание применяется на мотоциклах М-72, М1А, К-125 и ИЖ-350. Мотоцикл К1Б имеет зажигание от магнето.

Батарейное зажигание

Батарейное зажигание включает источник тока, катушку зажигания, прерыватель, конденсатор, запальную свечу и замок зажигания.

Катушка зажигания преобразует ток низкого напряжения в ток высокого напряжения. На мотоциклах М-72 и М1А применяется катушка зажигания КМ-01 (рис. 80).

Рис. 80. Катушка зажигания КМ-01: 1 — корпус; 2 — сердечник; 3 — вторичная обмотка, 4 — первичная обмотка; 5 — магнитопровод; 6 — зажимы первичной обмотки; 7 — карболитовая крышка; 8 — центральный зажим вторичной обмотки.

На сердечнике 2 катушки намотана вторичная обмотка 3, состоящая из 12 000—13 000 витков эмалированной проволоки сечением 0,1 мм. Поверх вторичной обмотки намотана первичная обмотка 4, имеющая 250 витков проволоки сечением 0,8 мм. Первичная и вторичная обмотки с сердечником помещены в металлический корпус 1. Между корпусом и вторичной обмоткой установлены две пластины из мягкого железа, которые ограничивают магнитное поле сердечника в пространстве. Корпус закрыт карболитовой крышкой 7, на которой имеются три зажима: два зажима 6 для вывода концов первичной обмотки и центральный зажим 8 для вывода одного конца вторичной. Другой конец вторичной обмотки соединен с одним из зажимов 6.

Прерыватель предназначен для прерывания тока низкого напряжения, поступающего в первичную обмотку катушки зажигания.

На мотоциклах с одноцилиндровым двигателем устанавливаются прерыватели различной конструкции, но в принципе они не отличаются один от другого.

На мотоциклах, двигатели которых имеют два и более цилиндров, прерыватель объединен с распределителем тока и называется он прерывателем-распределителем. Этот прибор служит для прерывания тока низкого напряжения и распределения тока высокого напряжения между запальными свечами.

На рис. 81 показан прерыватель-распределитель мотоцикла М-72.

Рис. 81. Прерыватель-распределитель ПМ-05: 1 — диск прерывателя; 2 — корпус; 3 — рычаг с подвижным контактом; 4 — конденсатор; 5 — эксцентрик; 6 — винт крепления; 7 — пластина с неподвижным контактом; 8 — ротор; 9 — крышка; 10 — боковые контакты; 11 — центральный контакт; 12 — зажимы проводов к свечам; 13 — зажим провода от катушки зажигания.

В корпусе прерывателя 2 расположен диск прерывателя 1.

Возвратная пружина, действующая на упор диска прерывателя, поворачивает его по часовой стрелке до тех пор, пока стопор не дойдет до корпуса. На диске расположены рычаг 3 с подвижным контактом и текстолитовой пяткой, неподвижный контакт с опорной пластиной 7, винт крепления 6 неподвижного контакта и эксцентрик 5, регулирующий величину зазора между толкателями. На текстолитовую пятку рычага подвижного контакта воздействует кулачковая шайба, выполненная на конце распределительного вала двигателя. В корпусе прерывателя расположен конденсатор 4, включенный параллельно контактам прерывателя.

На конце распределительного вала устанавливается ротор 8 распределителя. На ободе ротора имеется латунный сектор, а в центре его расположен латунный контакт с пружиной. Корпус прерывателя закрывается крышкой 9 распределителя. На боковой части крышки расположены зажимы 12 и 13 провода высокого напряжения. Зажим 13 соединяется шиной с центральным контактом 11, а зажимы 12 — с боковыми контактами 10.

Ток высокого напряжения, подводимый от катушки зажигания к зажиму 13 через центральный контакт 11, поступает на центральный контакт ротора. С центрального контакта ротора ток высокого напряжения поступает на сектор ротора, который поочередно направляет ток через боковые контакты 10 и зажимы 12 к запальным свечам.

Запальные свечи служат для воспламенения сжатой в цилиндрах рабочей смеси. Свечи бывают разборные и неразборные. В стальной корпус 1 свечи (рис. 82) устанавливается изолятор 3, с закрепленным внутри него центральным электродом 7, в верхней части которого имеется резьба для гайки 4.

Рис. 82. Запальная свеча: 1 — корпус свечи; 2 — зажимная гайка; 3 — изолятор; 4 — гайка; 5 — прокладки; 6 — боковые электроды; 7 — центральный электрод.

Изолятор закрепляется на медных прокладках 5 или при помощи зажимной гайки 2, или путем завальцовки бортов корпуса на прокладке изолятора. На нижней части изолятора выполнена резьба для ввертывания свечи в головку цилиндра и боковой электрод. Зазор между боковым и центральном электродами устанавливается в пределах 0,6–0,7 мм.

Длина ввертной части запальной свечи должна быть такой, чтобы нижняя часть корпуса находилась на уровне стенок головки. Если ввертная часть выступает внутрь корпуса, отвод тепла от бокового электрода затрудняется и раскалившийся электрод может служить источником воспламенения смеси. Кроме того, у двигателей с боковыми клапанами при большом выходе ввертной части свечи внутрь цилиндра возможно повреждение свечи клапаном.

Запальная свеча во время работы двигателя подвергается охлаждению свежей горючей смесью, поступающей в цилиндр, а затем нагреванию во время сгорания рабочей смеси в цилиндре двигателя. Для обеспечения нормальной работы двигателя необходимо, чтобы отдельные элементы свечи имели определенную температуру. Средняя температура нижней части изолятора и электродов должна колебаться в пределах 550–700 °C. Эта температура изолятора называется температурой самоочищения, так как при этой температуре попадающее на электроды масло сгорает, не образуя смолистых отложений. При более низкой температуре нижней части изолятора масло, попадающее на него, коксуется, образуя токопроводящий слой кокса. При температуре выше 750 °C изолятор и электроды могут сами явиться источником зажигания.

Свеча с небольшой поверхностью нижней части изолятора воспринимает мало тепла и быстро его отводит через корпус и верхнюю часть изолятора наружу. Такая свеча носит название «холодной». Она может быть использована на двигателях, работающих с большой тепловой напряженностью (высокая степень сжатия, большие обороты и большая нагрузка двигателя).

Свеча с большой поверхностью нижней части изолятора называется «горячей». Она может быть использована на двигателях с малой тепловой напряженностью.

Заводы, выпускающие мотоциклы, в своих инструкциях рекомендуют, каких марок свечи необходимо применять для данного мотоцикла при эксплуатации его в обычных условиях.

При использовании мотоцикла для соревнований свечи подбираются в зависимости от условий работы двигателя и напряженности теплового режима.

Конденсатор (рис. 83) служит для уменьшения искрообразования при размыкании контактов в прерывателе.

Рис. 83. Конденсатор: 1 — вывод; 2 изоляционная бумага; 3 — станиоль; 4 — корпус; 5 — общий вид конденсатора.

Он состоит из двух лент из алюминиевой фольги, разделенных листом бумаги, пропитанной парафином. Свернутые в трубку ленты и лист бумаги укладываются в металлический корпус так, чтобы одна алюминиевая лента касалась корпуса, а другая имела вывод наружу.

При размыкании контактов прерывателя возникающий в первичной цепи ток самоиндукции идет на зарядку конденсатора. При этом образование искры устраняется.

Работа системы зажигания

При включении замка зажигания (рис. 84) ток из аккумуляторной батареи поступает в первичную обмотку катушки зажигания и далее идет к контактам прерывателя.

Рис. 84. Схема зажигания мотоциклетного двигателя: 1 — аккумуляторная батарея; 2 — замок зажигания; 3 — катушка зажигания; 4 — конденсатор; 5 — кулачковая шайба; 6 — запальная свеча.

При прохождении тока по первичной обмотке сердечник намагничивается и вокруг него возникает магнитное поле.

Во время работы двигателя кулачковая шайба прерывателя, набегая на пятку подвижного контакта, размыкает контакты. Когда контакты размыкаются, магнитное поле начинает исчезать, пересекая при этом первичную и вторичную обмотки катушки зажигания. В результате в первичной обмотке наводится ток самоиндукции, направленный в ту же сторону, что и основной ток.

Напряжение тока самоиндукции в первичной обмотке достигает 200 в, и ток самоиндукции образует электрическую дугу между контактами прерывателя. Вследствие образования дуги скорость убывания тока замедляется. Это замедляет исчезновение магнитного поля. Магнитные силовые линии, убывая, медленно пересекают вторичную обмотку, в которой вследствие этого наводится незначительное напряжение.

Чтобы получить со вторичной обмотки катушки зажигания высокое напряжение, необходимо ускорить исчезновение магнитного поля. Для этого параллельно контактам прерывателя включают конденсатор. При размыкании контактов прерывателя ток самоиндукции поступает в конденсатор и заряжает его. При этом искра между контактами почти не возникает и магнитное поле исчезает быстро.

Быстрое пересечение магнитными силовыми линиями вторичной обмотки вызывает появление в ней тока высокого напряжения.

Заряженный при размыкании контактов прерывателя конденсатор немедленно разряжается через первичную обмотку. Разрядка конденсатора происходит в направлении, обратном движению основного тока, что способствует резкому исчезновению магнитного поля.

Ток высокого напряжения, подаваемый со вторичной, обмотки на центральный электрод свечи, пробивает воздушный промежуток между электродами и воспламеняет рабочую смесь.

Зажигание от магнето

На мотоцикле К1Б применяется зажигание от магнето.

Магнето объединено в одном приборе с генератором и обозначается МГ-10.

Магнето мотоцикла (рис. 85) состоит из сердечника, на котором расположены первичная 9 и вторичная 4 обмотки.

Рис. 85. Магнето-генератор МГ-10, устанавливаемый на мотоцикле К1Б: 1 — корпус; 2 — полюсные башмаки; 3 — постоянные магниты; 4 — вторичная обмотка; 5 — конденсатор; 6 — неподвижный контакт; 7 — подвижный контакт; 8 — кулачковая шайба; 9 — первичная обмотка; 10 — провод; 11 — свеча.

Один конец первичной обмотки соединен с массой сердечника, а другой конец — с подвижным контактом 7 прерывателя. Вторичная обмотка 4 одним концом соединена с первичной обмоткой и другим концом через провод 10 с центральным электродом свечи. Параллельно контактам 6 и 7 прерывателя включен конденсатор 5.

Во время работы двигателя полюсные башмаки 2, соединенные с постоянными магнитами 3, подходят к наконечникам сердечников и магнитные силовые линии, замыкаясь через сердечник, наводят в первичной обмотке ток низкого напряжения.

В тот момент, когда ток имеет наибольшее значение в первичной обмотке, кулачковая шайба, вращаясь вместе с маховиком, размыкает контакты прерывателя и во вторичной обмотке наводится ток высокого напряжения, подаваемый на центральный электрод свечи.

Опережение зажигания

Как было сказано выше, с момента проскакивания искры до момента появления давления в цилиндре двигателя проходит некоторое время, за которое коленчатый вал двигателя поворачивается на некоторый угол. После этого давление в цилиндре повышается и газы начинают давить на поршень. Если искра между электродами свечи проскакивает в тот момент, когда поршень двигателя находится в верхней мертвой точке, горение смеси происходит при увеличившемся объеме цилиндра. Вследствие этого давление газов не достигнет максимальной величины, горение смеси замедлится и будет продолжаться при перемещении поршня к нижней мертвой точке, что вызовет перегрев двигателя.

При слишком раннем опережении зажигания давление газов достигнет большой величины до подхода поршня к верхней мертвой точке. Это повышенное давление будет препятствовать перемещению поршня к верхней мертвой точке, что снизит мощность двигателя.

При правильном выборе момента зажигания мощность, снимаемая с двигателя, будет максимальной.

Изменение момента зажигания должно соответствовать изменению числа оборотов двигателя. Ниже приведена таблица, характеризующая диапазон изменения зажигания на мотоциклах.

Угол опережения зажигания можно изменять от руки или автоматически. Автоматически угол опережения зажигания изменяется при помощи регулятора опережения зажигания. Примером такого регулятора является регулятор (рис. 86), устанавливаемый на мотоцикле ИЖ-350.

Рис. 86. Регулятор опережения зажигания: 1 — грузики регулятора; 2 — плоские пружины грузиков; 3 — винты упора пружин; 4 — кулачок; 5 — пальцы грузиков; 6 — фланец кулачка прерывателя; 7 — диск.

Регулятор состоит из диска 7, на котором на осях установлены грузики 1. Пружины грузиков 2, опираясь на винты упора 3, стремятся удержать грузики в положении, наиболее близком к центру диска. На грузиках имеются пальцы 5, которые входят в прорези пластины кулачка 4.

При увеличении числа оборотов грузики под действием центробежной силы расходятся в стороны. Пальцы грузиков поворачивают пластину кулачка на угол, соответствующий перемещению грузиков. Кулачковая шайба, поворачиваясь вместе с пластиной, раньше набегает на пятку рычага подвижного контакта, а следовательно, и искра подается к свече раньше.

Установка зажигания

Для нормальной работы двигателя необходимо, чтобы момент размыкания контактов строго соответствовал определенному положению поршня в цилиндре двигателя в конце сжатия.

Установка зажигания преследует цель совмещения момента размыкания контактов с определенным положением поршня в цилиндре двигателя.

Положение поршня в цилиндре двигателя определяется или по углу поворота, на который коленчатый вал должен повернуться до верхней мертвой точки, или по расстоянию, которое поршень должен пройти до верхней мертвой точки.

Для установки зажигания необходимо проверить и отрегулировать зазор в контактах прерывателя. Величина зазора 0,4–0,5 мм. Затем установить поршень цилиндра в положение, соответствующее моменту размыкания контактов, и установить начало замыкания контактов.

5. Освещение и сигнал

В систему освещения мотоциклов входят: фара, задний фонарь, переключатель света. На мотоциклах с колясками, например на мотоцикле М-72, установлен также фонарь коляски.

Фара (рис. 87) служит для освещения дороги.

Рис. 87. Фара мотоцикла М-72.

Она состоит из корпуса, в котором установлены рефлектор и рифленое стекло с ободком (рассеиватель).

Корпус предохраняет рефлектор и лампочки от механических повреждений, от влаги и грязи. В верхней части корпуса находятся спидометр и переключатель с замком зажигания, плавкий предохранитель и контрольная лампочка. В рефлекторе установлены два патрона для лампочек дальнего и ближнего света.

Звуковые сигналы на мотоциклах устанавливаются электрические вибрационного типа (рис. 88).

Рис. 88. Звуковой сигнал: 1 — корпус; 2 — сердечник; 3 — прерыватель; 4 — мембрана; 5 — крышка.

Звук в вибрационных сигналах создают колебания мембраны.

Электрический ток поступает от аккумуляторной батареи на контакты кнопки сигнала, проходит по обмотке электромагнита, намагничивает сердечник, который притягивает к себе мембрану. Вместе с мембраной притягивается один из контактов, цепь тока разрывается, сердечник размагничивается, и мембрана под действием пружины возвращается в первоначальное положение, а контакты вновь замыкаются. Дальше процесс повторяется.

Глава X

СИЛОВАЯ ПЕРЕДАЧА

1. Моторная передача

Совокупность механизмов, служащих для передачи усилия от двигателя к ведущему колесу мотоцикла, называется его силовой передачей.

Силовую передачу составляют моторная передача, сцепление, коробка передач и главная передача.

Моторная передача предназначена для передачи усилия от двигателя к сцеплению или коробке передач и для изменения передаточного числа.

Моторная передача может быть выполнена различно в зависимости от расположения двигателя и системы передачи. Рассмотрим схемы устройства моторной передачи, применяемые в современных мотоциклах (рис. 89).

Рис. 89. Схемы устройства моторной передачи, применяемые на мотоциклах в зависимости от расположения двигателя: А — ось коленчатого вала двигателя расположена перпендикулярно плоскости рамы мотоцикла: а — цепная передача; б — шестеренчатая передача с цилиндрическими шестернями; в — шестеренчатая передача с коническими шестернями; Б — ось коленчатого вала двигателя расположена в плоскости рамы мотоцикла: г — непосредственная передача; д — шестеренчатая передача с коническими или червячными шестернями.

Ось коленчатого вала двигателя расположена перпендикулярно плоскости рамы мотоцикла. В этом случае моторная передача может быть выполнена цепной или шестеренчатой (с цилиндрическими или коническими шестернями).

Цепная моторная передача (рис. 89, а) представляет собой цепную зубчатку, насаженную на конец коленчатого вала двигателя. Механизм сцепления расположен на первичном валу коробки передач. С помощью зубчатки и приводной цепи механизм сцепления соединен с цепной зубчаткой коленчатого вала двигателя.

Шестеренчатая моторная передача с цилиндрическими шестернями (рис. 89, 6). Схема ее аналогична схеме цепной передачи, но приводная цепь заменена передачей с двумя или тремя цилиндрическими шестернями. При двух шестернях коленчатый вал двигателя и первичный вал коробки передач вращаются в противоположные стороны.

Шестеренчатая передача с коническими шестернями (рис. 89, в) — схема ее такая же, как и передачи с цилиндрическими шестернями. На конце коленчатого вала насажена коническая шестерня; эта шестерня входит в зацепление с такой же конической шестерней на первичном валу коробки передач.

Ось коленчатого вала двигателя расположена в плоскости рамы мотоцикла. В этом случае моторная передача может быть непосредственной или шестеренчатой (с коническими или червячными шестернями).

Непосредственная передача (рис. 89, г) — это такая передача, при которой один конец коленчатого вала двигателя связан через сцепление с первичным валом коробки передач, а механизм сцепления расположен в маховике, посаженном на конце коленчатого вала двигателя.

Передача с коническими или червячными шестернями (рис. 89, д) — это такая передача, при которой один конец коленчатого вала двигателя связан с первичным валом коробки передач посредством конических или червячных шестерен, а вал коробки передач расположен перпендикулярно оси вращения коленчатого вала, а также плоскости рамы.

Если на мотоцикле установлена непосредственная передача, при которой усилие двигателя передается непосредственно на сцепление, моторная передача как отдельный механизм отсутствует.

Из всех перечисленных типов передач наибольшее распространение получила цепная моторная передача.

Цепная моторная передача мотоциклов M1А и ИЖ-350

Моторные передачи мотоциклов M1А и ИЖ-350 по устройству почти одинаковы.

На рис. 90 показано устройство моторной передачи мотоцикла ИЖ-350.

Рис. 90. Моторная передача мотоцикла ИЖ-350: 1 — ведущая зубчатка; 2 — приводная цепь.

На конце коленчатого вала двигателя насажена ведущая зубчатка 1 моторной передачи. Зубчатка закреплена на коленчатом валу на конусе и шпонке и затянута гайкой. Посредством приводной цепи 2 ведущая зубчатка связана с ведомой зубчаткой, находящейся на барабане механизма сцепления. С целью предохранения всех деталей, а главным образом приводной цепи, от пыли и грязи и обеспечения хорошей смазки цепи и других механизмов моторная передача мотоциклов M1А и ИЖ-350 заключена в алюминиевый картер, представляющий собой масляную ванну.

Уход за моторной передачей мотоциклов M1А и ИЖ-350 заключается в поддержании постоянного уровня масла в картере и своевременной замене отработанного масла. Картер моторной передачи этих мотоциклов соединяется с картером коробки передач, поэтому доливка или замена масла в моторной передаче обеспечивает одновременно доливку и смену масла в картере коробки передач.

2. Сцепление

Назначение, устройство и расположение сцепления

Сцепление служит для полного отъединения коленчатого вала двигателя от коробки передач при остановках мотоцикла и при переключении передач, а также для плавного соединения коленчатого вала двигателя с коробкой передач при трогании с места и при разгоне.

На рис. 91 приведена схема простейшего сцепления.

Рис. 91. Устройство механизма сцепления: 1 — ведущий диск; 2 — ведомый диск; 3 — пружина сцепления.

Из этого рисунка видно, что при вращении вала вращается ведущий диск 1, к которому приклепан фрикционный материал. К рабочей части ведущего диска усилием пружины 3 прижат ведомый диск 2. Этот диск с помощью шлицев соединяется с ведомым валиком сцепления, на конце которого насажена зубчатка. Если ведомый диск прижат пружиной к ведущему, то все усилие, воспринимаемое ведущим диском, передается ведомому и далее зубчатке. Если же с помощью какого-либо механизма, преодолевая усилие пружины, постепенно отодвигать ведомый диск от ведущего, то вначале между ними будет происходить проскальзывание, а затем каждый из дисков будет вращаться или стоять совершенно независимо один от другого, т. е. сцепление будет выключено.

При включении сцепления пружина постепенно отпускается, давление пружины на диски возрастает и ведущий диск поворачивает ведомый. Сначала вращение происходит с проскальзыванием между дисками (или, как говорят, с «пробуксовкой»), по мере возрастания давления пружины буксование уменьшается, и, наконец, сцепление будет передавать полное усилие, вращаясь как одно целое.

Приведенная схема принципиально сохраняется для всех типов механизмов сцепления, применяемых на мотоциклах.

Сцепление любой конструкции состоит из следующих основных частей:

— ведущей части, к которой относятся детали, постоянно соединенные с валом двигателя;

— ведомой части, к которой принадлежат все детали, связанные с передаточными механизмами силовой передачи мотоцикла;

— силового элемента (пружин), обеспечивающего трение между ведущей и ведомыми частями, достаточное для передачи усилия на ведущее колесо;

— механизма управления сцеплением, посредством которого включают и выключают сцепление.

Сцепление должно обладать следующими основными качествами:

— чистотой выключения, т. е. при выключенном сцеплении не должно быть заметного трения между ведущей и ведомой частями сцепления;

— плавностью включения, что характеризуется постепенной (прогрессивной) передачей усилия от ведущей части сцепления к ведомой;

— отсутствием буксования, т. е. при включенном сцеплении не должно быть проскальзывания между ведущей и ведомой частями сцепления.

На мотоцикле сцепление может быть расположено непосредственно на валу двигателя, на валу коробки передач или во втулке ведущего колеса мотоцикла.

По соображениям конструктивного порядка для мотоциклов с двигателем, ось вращения коленчатого вала которого параллельна оси рамы, принято устанавливать механизм сцепления на валу двигателя (обычно в маховике), а для мотоциклов с двигателем, ось вращения коленчатого вала которого перпендикулярна оси рамы механизма сцепления, — на валу коробки передач.

Установка механизма сцепления во втулке ведущего колеса имеет ряд конструктивных и эксплуатационных неудобств и на современных мотоциклах почти не применяется.

Наиболее распространено на мотоциклах дисковое сцепление.

Дисковые сцепления различных типов отличаются между собой по количеству дисков и по принципу смазки механизма.

По количеству дисков механизмы сцепления разделяются на однодисковые, двухдисковые и многодисковые. За количество дисков сцепления принимается число ведомых дисков.

По принципу смазки механизмы сцепления бывают сухие, полусухие и мокрые (масляные).

В сцеплении сухого типа диски работают в среде, свободной от масляной пыли. Попадание масла на рабочие поверхности дисков у этого типа сцепления вызывает пробуксовывание дисков.

Сцепление полусухого типа выполнено так, что может работать в без масла.

Сцепление мокрого типа должно обязательно работать в масле. Отсутствие масла вызывает у сцепления этого типа различные неисправности, например, задир рабочих поверхностей, коробление дисков и т. п.

Так как величина передаваемого через сцепление усилия находится при прочих равных условиях в прямой зависимости от площади трения рабочих поверхностей сцепления, то вполне очевидно, что сцепления с меньшим количеством дисков должны иметь больший диаметр, чем сцепления многодискового типа. Поэтому сцепление с одним или двумя дисками применяется чаще на мотоциклах с двигателем, ось коленчатого вала которого параллельна оси рамы. Это объясняется тем, что у двигателей такого типа можно разместить сцепление сравнительно большего диаметра.

В тех случаях, когда диаметр сцепления значительно ограничен, например в случае установки сцепления на валу коробки передач, применяется многодисковое сцепление.

Для повышения трения между рабочими поверхностями дисков сцепления одна из групп дисков (обычно ведомая) снабжается накладками или вставками из материалов, обладающих высокими фрикционными свойствами. Иногда весь диск изготовляется из материала подобного типа. Из числа таких материалов наибольшее распространение получила пробка, асбестовый картон, тканный материал из асбестовых волокон с медными нитками и специальные пластмассы.

Металлические диски изготовляются из стали различных марок.

Устройство сцепления мотоцикла М-72

Сцепление мотоцикла М-72 установлено в маховике двигателя. Оно представляет собой дисковое сцепление сухого типа. До 1944 г. на мотоциклах М-72 применялось сцепление однодисковой системы, которое быстро изнашивалось и работало неудовлетворительно. Поэтому впоследствии оно было заменено двухдисковым аналогичной конструкции (рис. 92 и 93).

Рис. 92. Двухдисковое сцепление мотоцикла М-72: 1 — пружины; 2 — нажимной диск; 3 — винты; 4 — накладка ведомого диска; 5 — маслоотражатель; 6 — ступица; 7 — стержень выжима сцепления; 8 и 9 — ведомые диски; 10 — упорный диск; 11 — промежуточный диск; 12 — рычаг выключения сцепления.

Рис. 93. Сцепление мотоцикла М-72 (в разобранном виде): 13 — сальник; 14 — наконечник; 15 — сепаратор с шариками; 16 — ползун; 17 — резиновое уплотняющее кольцо; 18 — кронштейн; 19 — ось; 20 — стяжной болт хомута; 21 — шплинт.

В маховик на равном расстоянии по окружности запрессовывается шесть ведущих пальцев. Между пальцами в цилиндрические углубления, расположенные на равном расстоянии по окружности, устанавливается шесть пружин 1. На пальцы надевается стальной ведущий нажимной диск 2, опирающийся на пружины кольцевыми выточками, которые находятся на этом диске со стороны, обращенной к пружинам. После установки нажимного диска 2 устанавливается ведомый диск 8, затем промежуточный диск 11, потом ведомый диск 9. К центру этого диска приклепана ступица 6 со шлицами, а по окружности к нему приклепываются накладки из асбестового картона или металлоасбестовой ткани. Ведомый диск 9 с накладками по своему устройству аналогичен диску 8, но имеет с внешней стороны маслоотражатель 5. Отверстия на ведомых дисках предназначены для установки их по центру при сборке механизма сцепления. Пружины сцепления сжимаются стальным упорным диском 10. Диск прикрепляется винтами 3 к торцам пальцев маховика. Таким образом, сцепление состоит из трех стальных ведущих дисков 2, 10 и 11 со шлифованными рабочими поверхностями. Эти диски связаны с маховиком двигателя при помощи пальцев и двух ведомых дисков 8 и 9 с фрикционными накладками. Ведомые диски при помощи ступиц 6, надевающихся на шлицы первичного валика коробки передач, передают усилие силовой передаче. Нажимной диск 2 и промежуточный диск 11 могут свободно перемещаться вдоль пальцев маховика, поэтому давление пружин на нажимной диск передается всем дискам сцепления. Каждая пружина в сжатом состоянии оказывает давление до 18 кг, следовательно, общее усилие пружин сцепления составляет около 110 кг.

Силы трения, возникающие между рабочими поверхностями дисков, создают момент трения, обеспечивающий передачу вращения от ведущих дисков к ведомым (сцепление включено). При включенном сцеплении коленчатый вал двигателя и первичный вал коробки передач соединяются и вращаются как одно целое. Для разъединения указанных валов сцепление должно быть выключено.

Сцепление выключается механизмом выключения, который состоит из стержня (штока) 7 с сальником 13 (рис. 93) и наконечником 14, сепаратора 15 с шариками, ползуна 16 с резиновым уплотняющим кольцом 17 и рычага выключения сцепления 12, соединенного с кронштейном 18 осью 19. Кронштейн с рычагом сцепления устанавливается на выступающей втулке заднего подшипника первичного вала коробки передач и зажимается стяжным болтом. Рычаг 12 соединяется тросом при помощи специального регулировочного винта с рычагом сцепления, установленным на левой рукоятке руля. При нажиме на рычаг сцепления трос поворачивает рычаг 12 на оси, при этом его выступ упирается в ползун 16. Ползун через упорный шарикоподшипник давит на стержень 7, а стержень, преодолевая сопротивление пружин, отводит нажимной диск 2. В результате этого трение между ведущими и ведомыми дисками прекращается (механизм сцепления выключен).

Для нормальной работы сцепления ведущие диски должны свободно перемещаться вдоль пальцев маховика. Рабочие поверхности дисков сцепления должны быть ровными, сухими и хорошо прилегать одна к другой.

Масло, попадающее из картера двигателя в сцепление через сальник маховика, может вызвать пробуксовывание дисков. С целью предотвращения попадания масла на рабочие поверхности дисков установлен маслоотражатель 5, который отбрасывает масло к стенкам картера. Масло, попадая на стенки, стекает вниз и через сливное отверстие в нижней части картера вытекает наружу.

Резиновое кольцо 17, установленное на ползуне, препятствует вытеканию масла из коробки передач, а фетровый сальник, установленный на стержне выключения сцепления, предотвращает попадание масла в сцепление через отверстия первичного вала коробки передач.

Устройство сцепления мотоцикла ИЖ-350

Сцепление мотоцикла ИЖ-350 является многодисковым мокрого (масляного) типа (рис. 94).

Рис. 94. Сцепление мотоцикла ИЖ-350: 1 — нажимной фасонный диск; 2 — гайка с левой резьбой; 3 — специальные гайки; 4 — болты; 5 — стаканчик пружины сцепления; б — ведущий барабан сцепления; 7 — ведомый барабан сцепления; 8 — диски сцепления.

Оно установлено на валу коробки передач, с левой стороны, в картере моторной передачи, образующим масляную ванну.

Коленчатый вал двигателя посредством приводной цепи связан с ведущим барабаном 6 сцепления. Ведущий барабан сцепления выполнен с цепной зубчаткой как одно целое и вращается свободно на первичном валу коробки передач, который проходит внутрь этого барабана. На конце первичного вала коробки передач на мелких шлицах установлен ведомый барабан 7 сцепления. От соскакивания барабан удерживается гайкой 2, которая имеет левую резьбу, и шайбой.

Ведущие диски выполняются из стали с пробковыми вкладышами или из пластмассы. С наружной стороны на дисках имеются выступы, входящие в соответствующие пазы ведущего барабана сцепления.

Ведомые диски стальные гладкие, с внутренней стороны на них имеются зубья, входящие в соответствующие шлицы ведомого барабана сцепления. В ведомом барабане сцепления установлено пять болтов 4, которые входят внутрь стаканчиков 5. Эти стаканчики устанавливаются в соответствующие отверстия нажимного фасонного диска 1. Нажимной диск опирается на крайний из дисков сцепления. В стаканчики закладывается пять пружин сцепления, которые одной стороной опираются в дно стаканчика, а другой в специальные гайки 3, навинчиваемые на болты 4.

Из приведенного описания и рисунка становится ясным, что под действием силы пружин сцепления нажимной фасонный диск 1 сжимает диски 8 и ведущий и ведомый барабаны сцепления вращаются как одно целое (сцепление включено).

Выключается сцепление с помощью червяка, установленного в правой крышке картера. Червяк выключения сцепления связан с рычагом, который с помощью троса поворачивает червяк, перемещая его по нарезке в горизонтальной плоскости.

Трос выключения сцепления управляется рычагом, установленным на руле с левой стороны.

В исходное положение рычаг выключения сцепления возвращается под действием возвратной пружины червяка выключения сцепления, которая одним концом связана с этим рычагом, а другим закреплена в стенке крышки картера. Червяк выключения сцепления через упорный шарик нажимает на стержень выключения сцепления, проходящий сквозь первичный вал коробки передач, и упирается в нажимной фасонный диск сцепления. Опорная поверхность стержня выключения сцепления увеличена за счет утолщения, а место опоры на внутренней стороне нажимного диска усилено приваренной к диску чашкой, в которую упирается утолщенный конец стержня выключения сцепления.

Для предотвращения вытекания масла на стержень (между червяком выключения сцепления и зубчаткой главной передачи) надет защитный колпачок из бензомаслостойкой резины. Для изменения величины свободного хода червяка относительно стержня в него ввернут регулировочный винт, закрепленный контргайкой.

Рассмотрим работу сцепления мотоцикла ИЖ-350. При нажиме рычага сцепления на руле трос, натягиваясь, поднимает вверх рычаг выключения сцепления, который, будучи закреплен на червяке выключения сцепления, поворачивает этот червяк и тем самым перемещает его в горизонтальной плоскости в левую сторону.

Через упорный шарик червяк нажимает на стержень выключения сцепления, а далее на нажимной фасонный диск. Преодолевая усилие пружины сцепления, он перемещает стержень выключения сцепления справа налево, тем самым отодвигая влево нажимной диск, т. е. разгружая ведущие и ведомые диски от усилия пружин сцепления, сжимавшего их. По мере ослабления действия пружин сцепления, ведущие и ведомые диски начинают между собой пробуксовывать и механизм сцепления выключается. При опускании рычага сцепления на руле трос перестает тянуть рычаг выключения сцепления, который под действием возвратной пружины рычага выключения сцепления возвращает червяк в исходное положение. Стержень выключения сцепления и нажимной фасонный диск под действием пружин оцепления перемещаются направо, и нажимной диск сжимает ведомые и ведущие диски, т. е. механизм сцепления включается.

Устройство сцепления мотоцикла M1А

Сцепление мотоцикла М1А относится к многодисковому мокрому (масляному) типу. В основном расположение, устройство и конструкция сцепления этого мотоцикла аналогичны расположению, устройству и конструкции сцепления мотоцикла ИЖ-350. Отличие заключается в том, что в сцеплении мотоцикла М1А имеются три ведущих стальных диска со вкладышами из пробки. Число ведомых стальных дисков соответствует ведущим.

По сравнению со сцеплением мотоцикла ИЖ-350 детали сцепления мотоцикла М1А имеют следующее конструктивное различие. Ведущая зубчатка механизма сцепления (рис. 95) выполнена не вместе с ведущим барабаном сцепления, как у мотоцикла ИЖ-350, а приклепана к нему шестью стальными заклепками.

Рис. 95. Сцепление мотоцикла M1А: 1 — нажимной диск; 2 — пружина сцепления; 3 — ведущий барабан сцепления; 4 — ведущая зубчатка сцепления; 5 — заклепка; 6 — пусковая шестерня; 7 — пружина пусковой шестерни; 8 — диски сцепления.

По сравнению с пружинами сцепления мотоцикла ИЖ-350 конструкция пружин сцепления мотоцикла М1А упрощена. Пружины не имеют опорных стаканчиков и винтов, а одним из своих концов ввернуты в соответствующие отверстия в стенке ведомого барабана сцепления. Другой конец каждой из пружин сцепления загнут в виде крючка, который зацепляется за нажимной фасонный диск сцепления. Пружин сцепления пять. Рычаг выключения сцепления перемещается не в вертикальной плоскости, как у мотоцикла ИЖ-350, а в горизонтальной. Стержень выключения сцепления состоит из двух частей разной длины. На левой короткой его части имеется утолщение, увеличивающее опорную поверхность стержня при давлении на нажимной диск. Вытекание масла из отверстия предотвращает войлочный сальник, поставленный в первичном валу коробки передач.

Действие сцепления мотоцикла М1А аналогично действию сцепления мотоцикла ИЖ-350.

Такое же сцепление применяется на мотоцикле К-125, но с ведущими дисками из пластмассы и с большим числом дисков.

Обслуживание сцепления

Уход за механизмом сцепления мотоциклов М1А и ИЖ-350 заключается в своевременном пополнении и смене масла, заливаемого в картер моторной передачи, и в регулировке свободного хода выключения сцепления.

Выключение сцепления мотоциклов M1А и ИЖ-350 регулируется следующим образом. Освободив с помощью гаечного ключа контргайку (рис. 96) регулировочного винта выключения сцепления, отверткой отвертывают или завертывают регулировочный винт (одновременно удерживая ключом контргайку) до тех пор, пока не будет получен необходимый свободный ход рычага выключения сцепления.

Рис. 96. Регулировка сцепления мотоцикла М1А.

Свободный ход механизма выключения сцепления может быть проверен двумя способами: или по ходу рычага сцепления на руле (свободный ход конца этого рычага должен быть 3–5 мм), или вытаскиванием оболочки троса сцепления из упора в крышке картера. При правильно отрегулированном свободном ходе рычага выключения сцепления оболочка троса должна выходить без заметного сопротивления из упора не выше чем на 2–3 мм.

Сцепление мотоцикла М-72 смазки не требует. Регулировка его заключается в изменении длины троса сцепления при помощи регулировочного винта 2 (рис. 97).

Рис. 97. Регулировка сцепления и тормоза мотоцикла М-72: 1 — барашек регулировки тормоза; 2 — регулировочный винт сцепления.

При правильно отрегулированном натяжении троса свободный ход конца рычага сцепления на руле должен быть в пределах 3–5 мм, а выключение сцепления, ощутимое при нажиме на педаль пускового механизма, должно начинаться при перемещении этого рычага на 8—10 мм.

Неисправности сцепления, меры их предупреждения и устранение

В сцеплении в основном встречаются две неисправности: сцепление плохо выключается или, как говорят, «ведет» («тянет»); сцепление пробуксовывает.

Причиной плохого выключения сцепления обычно бывает чрезмерный свободный ход механизма выключения сцепления или перекос дисков. В первом случае необходимо отрегулировать свободный ход.

Плохое выключение сцепления вследствие перекоса дисков при выжатом сцеплении бывает довольно редко и, как правило, только у мотоциклов, имеющих значительный износ. Перекос дисков определяется обычно по нечеткому выключению сцепления при правильно установленном мертвом ходе механизма выключения. Причинами этого явления может быть ослабление некоторой части пружин сцепления или заедание одного или нескольких дисков в пазах барабана сцепления или на пальцах маховика (мотоцикл М-72).

В случае возникновения подобной неисправности у мотоциклов M1А и ИЖ-350 следует снять левую крышку картера (моторной передачи) и, нажимая на рычаг сцепления на руле, проверить, как отходит нажимной диск. Если диск отходит только одной стороной, пружины сцепления, установленные с этой стороны, ослабли. Для устранения этого недостатка у мотоцикла М1А лучше заменить все пружины сцепления новыми. Если новых пружин нет, то рекомендуется переставить пружины сцепления так, чтобы ослабленная пружина приходилась между двумя исправными. У мотоцикла ИЖ-350 усилие каждой пружины сцепления можно регулировать, завертывая или вывертывая упорные винты. Регулируя усилия пружин, добиваются равномерности отхода нажимного диска. Завертывать все упорные винты следует одновременно, причем не более чем на 1/4 оборота. При этом каждый раз следует проверять, как отходит нажимной диск.

Перекос дисков сцепления вследствие заедания опорных выступов дисков в пазах ведущего барабана сцепления мотоциклов M1А и ИЖ-350 наступает вследствие неравномерного износа некоторых пазов (рабочая часть пазов покрывается зазубринами; зазубрины следует осторожно удалить с помощью напильника).

У мотоциклов М-72 нельзя непосредственно наблюдать перекосы дисков сцепления. Поэтому для определения и устранения неисправностей в этом сцеплении требуется полностью разобрать его. После того как разборка произведена, следует сравнить длину пружин сцепления. Разница в длине исправных пружин не должна превышать 2,5 мм. Пружины сцепления, не соответствующие этому требованию, следует заменить новыми.

Односторонние канавки на пальцах маховика указывают на перекос соответствующих дисков. Такие пальцы необходимо заменить новыми.

Шлицы ведомых дисков и выступающего конца первичного вала коробки передач необходимо зачистить.

Диски могут быть покороблены, их рабочая поверхность может быть покрыта задирами и рисками. Такие диски следует притереть с помощью наждака или шкурки.

Если механизм выключения отрегулирован правильно, то пробуксовывание обычно вызывается износом рабочих поверхностей дисков. У мотоцикла M1А износу подвергаются пробковые вкладыши, а у мотоциклов ИЖ-350 пластмассовые диски. Эти изношенные детали следует заменить новыми.

У мотоцикла М-72 пробуксовывание сцепления может быть вызвано попаданием масла на рабочие поверхности. Для устранения этой неисправности требуется так же, как и в случае износа рабочих поверхностей дисков сцепления, полностью разобрать сцепление.

Сцепление мотоциклов работает в тяжелых условиях, с относительно тяжелыми нагрузками, поэтому сбережение его имеет весьма существенное значение.

Для сбережения сцепления рекомендуется выполнять следующие правила:

1. Не трогаться с места при больших оборотах коленчатого вала двигателя и на второй — третьей передаче, так как при этом трение в сцеплении значительно возрастает.

2. Тщательно следить за регулировкой свободного хода механизма выключения сцепления и своевременно проводить надлежащую регулировку свободного хода.

3. Трогаться с места не «рывком», а плавно, медленно отпуская рычаг сцепления.

4. Не регулировать скорость движения мотоцикла за счет пробуксовки сцепления. Своевременно включать нужные передачи.

3. Коробка передач

Назначение коробки передач

При трогании с места, чтобы вывести мотоцикл из состояния покоя, т. е. преодолеть его инерцию и сопротивление дороги, ведущему колесу должна быть сообщена определенная мощность. Двигатель может развить эту мощность при относительно высоком числе оборотов коленчатого вала. Но чтобы не было резкого толчка при трогании с места, чтобы колесо не пробуксовывало, а механизмы мотоцикла не были повреждены, число оборотов ведущего колеса должно быть небольшим. Следовательно, при трогании с места отношение между числом оборотов коленчатого вала двигателя и числом оборотов заднего колеса должно быть таким, чтобы заднее колесо вращалось медленно при сравнительно большом числе оборотов коленчатого вала двигателя.

При движении мотоцикла по гладкой ровной дороге это отношение уже не будет оптимальным, так как сила инерции, которую нужно преодолеть при трогании с места, во время движения стремится сохранить движение мотоцикла и избыток мощности, передаваемой в данном случае заднему колесу, следует затратить на увеличение скорости движения. Для этого нужно увеличить число оборотов ведущего колеса. Но увеличение числа оборотов колеса, связанного определенным отношением с числом оборотов коленчатого вала двигателя, требует увеличения числа оборотов последнего, что ограничивается особенностью характеристики мотоциклетного двигателя, дающего, как уже было сказано, определенную мощность при определенном числе оборотов коленчатого вала двигателя. Ясно, что отношение между числом оборотов коленчатого вала двигателя и числом оборотов заднего колеса должно изменяться соответственно дорожным условиям, в которых движется мотоцикл.

Отношение числа оборотов коленчатого вала двигателя относительно числа оборотов заднего колеса называется передаточным числом мотоцикла.

Если изменять это передаточное число, то на ведущем колесе мотоцикла (на заднем колесе) будет меняться величина тягового усилия на заднем колесе, а следовательно, будет изменяться также и скорость движения мотоцикла. Механизм, с помощью которого изменяется во время движения передаточное число мотоцикла, называется коробкой передач. Коробка передач представляет собой механизм, состоящий из набора шестерен, которые могут вводиться в зацепление в различных сочетаниях. Каждое сочетание пар шестерен коробки передач, соответствующее определенному передаточному числу, называется ступенью коробки передач, или передачей.

Таким образом, коробка передач служит для изменения тягового усилия на заднем колесе мотоцикла в зависимости от сопротивления движению; кроме того, коробка передач обеспечивает при выключении передач отъединение ведущего колеса от двигателя, что необходимо при запуске двигателя, а также в тех случаях, когда двигатель должен работать при остановке мотоцикла.

Мотоциклетные коробки передач, как правило, изготовляются двух-, трех- или четырехступенчатые. Двухступенчатая коробка передач дает возможность получать два различных общих передаточных числа мотоцикла, трехступенчатая — три, а четырехступенчатая — четыре.

Устройство коробки передач

Передаточное число в коробке передач изменяется обычно при помощи зубчатых колес. Зубчатое колесо, сцепляющееся непосредственно со вторым зубчатым колесом, называется шестерней. Зубчатое колесо, сцепляющееся со вторым зубчатым колесом посредством приводной цепи, называется зубчаткой (звездочкой).

Зубья шестерен располагаются разными способами и имеют различную форму, в зависимости от чего различают шестерни цилиндрические и конические. Цилиндрические шестерни бывают с прямым или косым зубом. По способу зацепления цилиндрические шестерни бывают наружного или внутреннего зацепления. При помощи зубчатых колес можно выполнять следующее:

1) Передать вращение от одного вала к другому, как это показано на рис. 98.

Рис. 98. Передача вращения от одного вала к другому.

Вал и зубчатое колесо, от которого передается вращение, называется ведущими, а вал и зубчатое колесо, которым передается вращение, называются ведомыми. Для передачи движения необходимо, чтобы в системе было не менее двух зубчатых колес (шестерен или зубчаток).

При передаче движения между параллельными валами применяются цилиндрические шестерни, при наличии цепной передачи — зубчатки, а между валами, расположенными под углом, — конические шестерни.

2) Изменять направление вращения вала. В случае сцепления двух шестерен ведомая шестерня вращается в направлении, обратном вращению ведущей шестерни. Если в зацепление между ведущей и ведомой шестерней ввести третью, то направление вращения ведущего и ведомого валов не изменится.

Вообще, если в зацеплении находится четное число шестерен, то крайние шестерни вращаются в разных направлениях, а если в зацеплении нечетное число шестерен, то направление вращения крайних одинаковое (рис. 99).

Рис. 99. Передача вращения от одного вала к другому без изменения направления вращения.

При цепной передаче направление вращения зубчаток не изменяется.

3) Изменять скорость вращения валов (шестерен и зубчаток).

Зубчатые колеса могут быть различного диаметра. При движении каждый зуб ведущего колеса передвигает один зуб ведомого колеса. Поэтому, если число зубьев объединенных между собой зубчатых колес (шестерен или зубчаток) одинаковое, то и скорости вращения их одинаковые. Если же число зубьев соединенных между собой колес различное, то и скорости их вращения различные.

Из двух соединенных колес быстрее вращается колесо с меньшим количеством зубьев и, наоборот, колесо с большим количеством зубьев вращается медленнее.

Передаточное число зубчатых колес определяется делением числа зубьев ведомого колеса на число зубьев ведущего.

4) Изменять усилие, передаваемое с одного вала на другой. При соединенных зубчатых колесах полное усилие ведущего вала, развивающееся за один оборот, передается зубьям ведущего колеса, причем каждый зуб передает равную долю полного усилия.

Ведомое колесо каждым своим зубом воспринимает усилие одного зуба ведущего колеса. Поэтому, если число зубьев у колес одинаковое, то ведомое колесо за свой полный оборот воспринимает все усилие ведущего вала. Если число зубьев ведомого колеса меньше, т. е. если оно вращается быстрее, то оно за свой оборот воспримет не все усилие ведомого, а только часть его и во столько раз меньшую, во сколько у него меньше зубьев. Наоборот, если число зубьев у ведомого колеса больше, т. е. если это колесо вращается медленнее ведущего, то оно за свой оборот воспримет большее усилие, чем ведущее, так как получит его не от одного оборота, а от стольких оборотов, во сколько раз число его зубьев больше числа зубьев ведущего колеса. Таким образом, если ведомое колесо вращается быстрее, то передаваемое усилие уменьшается, а если оно вращается медленнее, то передаваемое усилие увеличивается.

На перечисленных свойствах шестеренчатых передач и основано действие коробки передач.

На рис. 100 приведена схема двухступенчатой коробки передач.

Рис. 100. Схема двухступенчатой коробки передач: 1 — промежуточный вал; 2 — ведущий первичный вал; 3 — шестерня первичного вала первой передачи; 4 — зубья торцового зацепления шестерни первичного вала; 5 — кулачковая муфте переключения; 6 — зубья торцового зацепления шестерни; 7 — шестерня второй передачи вторичного вала; 8 — вторичный вал; 9 — шестерня второй передачи промежуточного вала; 10 — шестерня первой передачи.

Первичный ведущий вал 2 коробки передач получает вращение от коленчатого вала двигателя. На первичном валу, как одно целое с ним, располагается шестерня 3, сцепленная с шестерней 10, которая с помощью шпонки закреплена на конусе промежуточного вала 1 коробки передач. Также на шпонке на втором конусе промежуточного вала насажена шестерня 9, постоянно сцепленная с шестерней 7, свободно сидящей на вторичном (ведомом) валу 8 коробки передач. Один конец вторичного вала 8 закреплен на первичном валу, а другой постоянно связан с задним колесом мотоцикла.

На валу 8 располагается муфта переключения 5, которая может передвигаться по шлицам вправо и влево. С помощью этих шлицев муфта постоянно связана с вторичным валом коробки передач.

При передвижении муфты переключения вправо ее зубья, расположенные с торцовой стороны, сцепляются с зубьями 6 шестерни 7, т. е. в данном случае шестерня 7 будет вращаться как одно целое с вторичным валом коробки передач.

Диаметр шестерни 3 первичного вала, а следовательно, и число ее зубьев меньше, чем диаметр и число зубьев шестерни 10 промежуточного вала, значит, промежуточный вал коробки передач вращается медленнее первичного вала, но усилие, полученное им, будет больше, чем на первичном валу. Скорость и усилие обусловливаются передаточным числом между ведущей шестерней 3 первичного вала и ведомой 10 промежуточного вала. Так как шестерни 7 и 9, передающие вращение в данном случае вторичному валу коробки передач, имеют одинаковое число зубьев, то вторичный вал будет вращаться со скоростью промежуточного вала, т. е. медленнее первичного вала, но получая большее усилие. В данном случае включается первая (низшая) передача.

Для получения второй (высшей) передачи муфта переключения передвигается по шлицам вторичного вала влево и соответствующими зубьями с торцовой стороны слева сцепляется с зубьями 4 шестерни 3 первичного вала, т. е. соединяет между собой первичный и вторичный валы, вращающиеся в данном случае с одинаковыми скоростью и усилием.

Названные детали коробки передач, а именно: первичный, промежуточный, вторичный валы (число пар соответствует числу передач) и муфты переключения коробки передач, составляют силовой механизм коробки передач. Кроме того, коробка передач состоит из следующих самостоятельных механизмов: пускового механизма, служащего для вращения первичного вала при запуске двигателя, и механизма переключения коробки передач. Последний служит для быстрого включения и выключения передач с помощью ноги или (реже) руки водителя.

Все механизмы коробки передач устанавливаются в картере (корпусе) коробки передач, который служит для связи всех деталей и механизмов и является одновременно емкостью для масла, смазывающего детали коробки передач.

Картер коробки передач мотоциклов выполняется, как правило, из алюминиевого сплава.

В зависимости от способа переключения передач мотоциклетные коробки передач бывают с подвижными шестернями — каретками постоянного зацепления; с шестернями постоянного зацепления и подвижными муфтами с кулачками или мелкошлицевым зацеплением; с подвижными шестернями-каретками.

В зависимости от числа подвижных муфт или кареток коробки передач мотоциклов бывают одноходовые (с одной подвижной муфтой) и двухходовые (с двумя подвижными муфтами).

Коробки передач по схеме устройства бывают с прямой передачей — соосные (рис. 101) и без прямой передачи — несоосные.

Рис. 101. Схема соосных коробок передач мотоциклов: 1 — соосная коробка передач; 2 — несоосная коробка передач.

В соосных коробках передач шестерни на высшей передаче не загружены. Зато при промежуточных передачах в зацеплении находятся две пары шестерен, что увеличивает механические потери в силовой передаче.

В мотоцикле коробка передач может быть расположена или отдельно от двигателя (такое расположение в настоящее время применяется редко) или в составном блоке с двигателем, а также в общем блоке с двигателем.

Устройство коробки передач мотоцикла М-72

Коробка передач мотоцикла М-72 (рис. 102 и 103) относится к типу четырехступенчатых, двухходовых, несоосных, с шестернями постоянного зацепления и подвижными кулачковыми муфтами переключения. Расположена коробка передач в составном блоке с двигателем.

Рис. 102. Коробка передач мотоцикла М-72 (разрез): 1 — рычаг ручного переключения передач; 4— вал пускового механизма; 5 — шариковый подшипник вторичного вала (задний); 6 —сальник; 7 — корпус заднего подшипника первичного вала; 8 — картер коробки передач; 9 — шестерня пускового механизма; 10 — роликовый подшипник первичного вала; 11— шестерня первой передачи первичного вала; 12 — шлицевая втулка; 13 — шестерня второй передачи первичного вала; 14 — шестерня третьей передачи первичного вала; 15 — муфта включения первой и второй передач; 16 — возвратная пружина пускового механизма; 17 — шестерня четвертой передачи первичного вала; 18 — шариковый подшипник первичного вала; 19 — сальник; 20 — маслосъемная нарезка; 21 — первичный вал; 22 — шариковый подшипник вторичного вала (передний); 23—масляный карман крышки подшипника вторичного вала; 24 — втулка четвертой передачи вторичного вала; 25 — крышка подшипника вторичного вала; 26 — муфта включения третьей и четвертой передач; 27 — крышка картера передняя; 28 — шестерня четвертой передачи вторичного вала; 29 — кольцо упорное; 30 — вилка переключения третьей и четвертой передач; 31 — шестерня третьей передачи вторичного вала; 32 — вилка переключения первой и второй передач; 33 — шестерня второй передачи вторичного вала; 34 — сектор переключения передач; 35 — правая крышка картера; 36 — шестерня первой передачи вторичного вала; 37 — втулка шестерни второй и третьей передач вторичного вала; 38 — втулка шестерни первой передачи вторичного вала; 39 — диск упругой муфты кардана; 40 — вторичный вал; 41 — гайка крепления диска упругой муфты кардана.

Рис. 103. Коробка передач мотоцикла М-72 (вид сзади): 1 — педаль переключения; 2 — рычаг пускового механизма.

Первичный вал коробки передач 21 получает вращение через механизм сцепления, расположенный в маховике. Этот вал установлен на двух подшипниках, из которых передний (по ходу движения) — шариковый 18, а задний — роликовый цилиндрический 10. Вторичный вал 40 установлен на двух шариковых подшипниках 5 и 22. Вместе с первичным валом выполнены шестерни первой 11, второй 13 и третьей 14 передач, Шестерня 17 четвертой передачи закреплена на первичном валу с помощью шпонки.

Все шестерни первичного вала находятся в постоянном зацеплении с шестернями 36, 33, 31 и 28 вторичного вала. Эти шестерни свободно вращаются на бронзовых втулках 37, 38 и 24, напрессованных на вторичный вал.

Шестерни 17 и 28, составляющие четвертую ступень, для плавности зацепления и бесшумности работы снабжены косыми спиральными зубьями. У остальных шестерен зубья прямые.

Шестерни и валы коробки передач выполняются из легированной стали и для повышения прочности и износоустойчивости подвергаются термической обработке.

Включение соответствующих передач коробки передач осуществляется двумя кулачковыми муфтами, расположенными между шестернями на вторичном валу. Муфта 15 включения первой и второй передач насажена на шлицевую втулку 12, связанную с вторичным валом двумя шпонками. На муфте имеются торцовые кулачки, которые входят в отверстия шестерен. Муфта включения третьей и четвертой передач 26 насажена непосредственно на шлицы вторичного вала и имеет сквозные отверстия, которыми может зацепляться с торцовыми кулачками соответствующих шестерен.

При нейтральном положении муфт переключения усилие на вторичный вал не передается. При нейтральном положении муфты 26 и перемещении муфты 15 к шестерне 36 кулачки муфты войдут в зацепление с шестерней 36 и вращение от первичного вала к вторичному будет передаваться через шестерни 11 и 36 и муфту 15, т. е. при этом положении будет включена первая (низшая) передача. При перемещении муфты 15 в обратном направлении, т. е. к шестерне 33, включается вторая передача; при этом вращение от первичного вала к вторичному будет передаваться через шестерни 13 и 33 и кулачковую муфту 15.

При нейтральном положении муфты 15 и перемещении муфты 26 к шестерне 31 в отверстия муфты войдут кулачки шестерни 31 и вращение первичного вала вторичному будет передаваться через шестерни 14 и 31 и муфту 26, т. е. при этом будет включена третья передача.

Переключение на четвертую передачу произойдет при перемещении муфты 26 к шестерне 28. На четвертой передаче вращение первичного вала вторичному будет передаваться через шестерни 17, 28 и муфту 26.

Во всех случаях передача вращения от вторичного вала коробки передач к ведущему (заднему) колесу мотоцикла осуществляется через упругую муфту кардана, диск 39 которой насажен на конусный хвостовик вторичного вала и закреплен гайкой 41. В последнее время такое соединение заменено шлицевым (рис. 104) с целью увеличения надежности.

Рис. 104. Коробка передач мотоцикла М-72 (разрез): 42 — шестерня привода гибкого вала спидометра; 43 — коленчатый вал двигателя; 44 — задняя крышка вала пускового механизма; 45 — пробка картера; 46 — фиксатор; 47 — валик вилок переключения; 48 — валик переключения; 49 и 50 — собачки механизма переключения; 51 — шайба выключателя собачек переключения; 52 — храповик; 53 — кривошип собачек; 54 — возвратная пружина; 55 — поводок переключения; 56 — ось собачки пускового механизма; 57 — собачка пускового механизма; 58 — утопитель пусковой собачки; 59 — толкатель и пружина пусковой собачки; 60 — упорный палец буфера пускового механизма; 61 — пружина буфера пускового механизма; 62 — пробка буфера пускового механизма.

Диск 39, связанный непосредственно с упругим элементом муфты кардана, служит для привода спидометра. На ступице этого диска выполнена канавка, служащая для привода червячной шестерни 42 (рис. 104), соединенной с гибким валом привода спидометра.

Включение и выключение соответствующих передач, т. е. перемещение той или иной муфты переключения, выполняется с помощью механизма переключения. Устроен этот механизм следующим образом. Вилки переключения 30 и 32 (рис. 102), входящие в кольцевые пазы муфт переключения, могут перемещать муфты вдоль оси вторичного вала. Вилки насажены на общем направляющем валике 47, заключенном в картере коробки передач. Обе вилки имеют пальцы, входящие в фигурные вырезы сектора переключения. При повороте сектора пальцы скользят внутри вырезов, что вызывает осевые перемещения вилок, а следовательно, и связанных с ними муфт переключения.

Каждое из пяти положений сектора, соответствующее определенному положению муфт переключения, фиксируется при помощи шарикового фиксатора 46, входящего в лунки на торце сектора переключения. Четыре положения сектора фиксируют включение четырех передач, а пятое положение является нейтральным между первой и второй передачами. Нейтральные положения между остальными передачами не фиксируются.

Сектор переключения поворачивается как при помощи педали У, расположенной с левой стороны коробки передач, так и с помощью рычага 3 (рис. 104), установленного с другой стороны коробки. Крайнее заднее положение рычага переключения соответствует первой передаче. По мере передвижения вперед рычаг занимает нейтральное положение между первой и второй передачами, далее включается вторая, третья и четвертая передачи.

При включении каждой передачи можно слышать характерный щелчок фиксатора, шарик которого входит в соответствующие лунки сектора переключения. Однако практически пользование рычагом ручного переключения передач весьма затруднительно, поэтому основное назначение этого рычага — установка нейтрального положения. Для установки рычага в нейтральное положение следует сначала довести его до отказа назад и затем передвинуть на одно положение вперед. Поворот сектора переключения, а значит, и включение той или иной передачи производится с помощью педали переключения. На новых машинах эта педаль двухплечевая, на старых с одним плечом.

Ось педали установлена во втулке, запрессованной в крышке картера коробки передач. Педаль имеет ушко с пальцем, входящим в паз поводка 55, связанного с валиком сектора переключения посредством специального механизма переключения — селектора. Педаль переключения посредством поводка 55 (рис. 104) соединяется с кривошипом 55, на котором насажены две собачки 49 и 50. Пружина, расположенная между ними, стремится свести концы собачек вместе. Собачки могут входить в зубья храповика 52, сидящего на валике переключения 48. При повороте кривошипа в ту или иную сторону одна из собачек, войдя между соответствующими зубьями храповика, насаженного на квадратный конец валика сектора переключения, повернет его, а следовательно, и включит ту или иную передачу.

Возвратная пружина 54 двухстороннего действия, после того как включение произведено, возвратит кривошип в исходное положение, а вместе с ним и педаль переключения. Чтобы при возвращении кривошипа в исходное положение вторая собачка не вызвала обратного хода храповика и обратного переключения, к картеру привернута специальная шайба 51. Эта шайба приподнимает неработающую собачку при повороте кривошипа. Таким образом, обеспечивается нормальная работа механизма при поворотах в обе стороны. Регулировочные винты с контргайками ограничивают угловое перемещение кривошипа и служат для регулировки механизма переключения.

Нажимом ноги на педаль переключения (поворотом оси педали по ходу мотоцикла) включается первая передача. При повороте педали в сторону, противоположную движению мотоцикла, включаются последовательно вторая, третья и четвертая передачи, причем перед включением педаль каждый раз должна находиться в своем исходном положении. Для обратного перехода с высшей передачи на низшую следует нажать педаль вниз (ось педали поворачивается по ходу мотоцикла). При одном нажатии на педаль (безразлично вверх или вниз от исходного положения) обеспечивается включение одной передачи.

Пусковой механизм коробки передач мотоцикла М-72 действует от нажима на педаль пускового рычага.

Устроен пусковой механизм так.

На отдельном валу пускового механизма 4 (рис. 102), установленном в нижней части картера коробки передач, на бронзовой втулке может свободно вращаться пусковая шестерня 9, находящаяся в постоянном зацеплении с шестерней первой передачи 36 вторичного вала коробки передач. Так как эта шестерня находится в постоянном зацеплении с шестерней, наглухо посаженной на первичном валу 21, то поворот шестерни 36 вызовет соответствующий поворот первичного вала и далее коленчатого вала двигателя. Вместе с шестерней 9 выполнен храповик с внутренними зубьями. Внутри храповика на конце пускового валика 4 имеется собачка 57, насаженная на ось 55, с пружиной и толкателем 55, стремящимся повернуть собачку к зубьям храповика. На другом конце вала закреплен пусковой рычаг 2 (рис. 103). При повороте рычага собачка, упираясь в зубья храповика, вызывает вращение первичного вала коробки и коленчатого вала двигателя. Пружина 16 возвращает пусковой валик 4, а вместе с ним храповой механизм и пусковой рычаг в исходное положение.

Во избежание проскакивания собачки по зубьям храповика при работающем двигателе и появления в связи с этим шума — выключатель собачки отжимает собачку от храповика. Для смягчения удара при возвращении пускового вала в исходное положение установлен специальный буфер. Его упорный палец 60 с пружиной 61 ограничивает обратный ход храповика.

Вращающиеся в коробке шестерни интенсивно разбрызгивают масло, находящееся в картере коробки передач, вследствие чего образуется масляный туман. Это обеспечивает надежную смазку всех трущихся поверхностей, кроме шестерен вторичного вала.

Для смазки ступиц шестерен вторичного вала, вращающихся на бронзовых втулках, в крышке подшипника вторичного вала 40 имеется масляный карман 23. Скапливающееся в этом кармане масло стекает по каналу в отверстие вала и через его радиальные сверления под действием центробежных сил подводится к каждой шестерне вторичного вала.

В мотоциклах последних выпусков конструкция крышки подшипника вторичного вала изменена. Для предотвращения вытекания масла из коробки передач перед каждым шарикоподшипником поставлены маслоотражательные шайбы и сальники. Сальник 19 препятствует попаданию масла в механизм сцепления, а сальник 6 — на упругую муфту кардана.

Для заливки масла в коробку передач в картере с левой стороны (по ходу мотоцикла) предусмотрено маслоналивное отверстие, закрываемое пробкой на резьбе. Для удаления отработанного масла в нижней части картера имеется сливное отверстие, которое закрывается также пробкой на резьбе.

Устройство коробки передач мотоцикла ИЖ-350

Коробка передач мотоцикла ИЖ-350 (рис. 105) относится к типу четырехступенчатых, двухходовых, соосных, с подвижными шестернями-каретками постоянного зацепления. Расположена эта коробка в неразъемном с двигателем блоке.

Рис. 105. Коробка передач мотоцикла ИЖ-350: 1 — шариковый подшипник промежуточного вала (левый); 2 — шариковый подшипник первичного вала; 3 — механизм сцепления; 4 — шестерня первой передачи первичного вала; 5 — шестерня второй передачи первичного вала; 6 — первичный вал; 7 —шестерня-каретка первичного вала; 8 — шестерня постоянного зацепления вторичного вала; 9 — роликовый подшипник вторичного вала; 10 — вторичный вал; 11 — защитный колпачок; 12 — регулировочный винт механизма сцепления; 13 — червяк выжима сцепления; 14 — ведущая зубчатка главной передачи; 15 — шариковый подшипник промежуточного вала (правый); 16 — шестерня постоянного зацепления промежуточного вала; 17—шестерня третьей передачи промежуточного вала; 18 — бронзовые втулки; 19 — шестерня-каретка промежуточного вала включения первой, второй и третьей передач; 20 — промежуточный вал; 21 — шестерня первой передачи промежуточного вала.

Первичный вал 6 коробки передач получает вращение от механизма сцепления 3, расположенного на выступающем из коробки передач конце первичного вала.

Первичный вал установлен на двух подшипниках, из которых левый, шариковый 2, находится в стенке картера. Правым подшипником служат две бронзовые втулки 18, запрессованные в отверстие вторичного вала коробки передач. В это отверстие входит правый (по ходу движения) конец первичного вала.

Шестерня первой передачи 4 составляет одно целое с первичным валом. Шестерня 5 второй передачи посажена свободно на первичном валу. Далее на шлицах расположена подвижная шестерня-каретка 7, служащая для включения второй, третьей и четвертой передач.

Промежуточный вал 20 расположен под первичным на двух шариковых подшипниках 1 и 15, установленных в стенках картера. На одном конце промежуточного вала свободно сидит шестерня 21, постоянно сцепленная с шестерней первой передачи 4 первичного вала. Затем на шлицах промежуточного вала располагается вторая подвижная шестерня-каретка 19 включения первой, второй и третьей передач. Далее на промежуточном валу установлены свободно шестерня третьей передачи 17 и на шлицах шестерня 16 постоянного зацепления. Шестерня 16 постоянно сцеплена с зубчатым венцом (шестерней) 8, выполненным за одно целое с вторичным валом 10.

Вторичный вал установлен на роликовом подшипнике 9 в правой стенке картера. На конце вторичного вала, выступающем с правой стороны картера коробки передач, насажена на шлицах зубчатка 14, связанная цепью с зубчаткой заднего колеса и являющаяся ведущей зубчаткой главной передачи мотоцикла.

Разберем схему передачи усилий в коробке передач мотоцикла ИЖ-350 при включении той или иной передачи.

При передвижении влево шестерни-каретки 19 промежуточного вала кулачки, расположенные с левого торца шестерни-каретки, сцепляются с кулачками шестерни 21 первой передачи промежуточного вала, т. е. промежуточный вал будет вращаться вместе с этой шестерней. Так как шестерня 21 постоянно сцеплена с шестерней (зубчатым венцом) 4 первичного вала, то вращение промежуточного вала при этом будет происходить со скоростью, обусловленной передаточным числом между этой парой шестерен. В данном случае включится первая (низшая) передача.

Для включения второй (промежуточной) передачи передвигается влево шестерня-каретка 7 первичного вала, а шестерня-каретка 21 промежуточного вала отводится в исходное положение. Кулачки, расположенные на правом торце шестерни-каретки 7, входят в зацепление с кулачками сидящей на первичном валу шестерни 5, т. е. соединяют эту шестерню с первичным валом. Шестерня 5 в свою очередь начнет вращать сцепленную с ней шестерню-каретку 19, сидящую на шлицах промежуточного вала, и промежуточный вал будет вращаться со скоростью, зависящей от передаточного числа этих шестерен. Вращение промежуточного вала будет передаваться вторичному валу через пару шестерен 16 и 5, о которых было сказало выше.

Третья передача включается передвижением вправо шестерни-каретки 19 промежуточного вала (шестерня-каретка 7 первичного вала находится в нейтральном положении). При этом кулачки на правом торце шестерни-каретки 19 входят в зацепление с кулачками на левом торце шестерни 17 промежуточного вала, т. е. соединяют этот вал с шестерней 17, Сцепленная с шестерней 17 шестерня-каретка 7, сидящая на шлицах первичного вала, имеет одинаковое с шестерней 17 число зубьев, т. е. скорости вращения первичного и промежуточного валов в данном случае будут одинаковые, а вращение вторичного вала относительно первичного будет происходить со скоростью, зависящей только от передаточного числа между шестернями 16 и 8.

Включение четвертой передачи осуществляется передвижением вправо шестерни-каретки 7 первичного вала (шестерня-каретка 19 промежуточного вала находится в нейтральном положении), при этом кулачки на правом торце шестерни-каретки 7, сцепляясь с кулачками на торце вторичного вала 10, соединяют первичный вал непосредственно с вторичным (прямая передача).

Механизм переключения коробки передач мотоцикла ИЖ-350 устроен следующим образом (рис. 106).

Рис. 106. Механизм переключения коробки передач мотоцикла ИЖ-350: 1–2 — вилки переключения передач; 3 — валики вилок переключения передач; 4 — фигурные канавки валика переключения.

В кольцевые пазы шестерен-кареток первичного и промежуточного валов входят вилки переключения 1, 2. Эти вилки могут перемещать шестерни-каретки вдоль оси соответственно первичного или промежуточного вала. Вилки переключения передач насажены на направляющих валиках 3, закрепленных в картере коробки. На обоих валиках имеются пальцы, входящие в фигурные канавки 4 валика переключения, укрепленного в картере коробки передач. При повороте валика переключения пальцы скользят внутри фигурных канавок, это вызывает осевые перемещения вилок, а следовательно, и связанных с ними шестерен-кареток.

Валик переключения поворачивается с помощью рычага переключения (с промежуточной тягой), установленного с правой стороны топливного бака, или педали переключения, расположенной с левой стороны коробки передач.

Тяга рычага ручного переключения связана с рычагом 16 (рис. 107), установленным с правой стороны коробки.

Рис. 107. Механизм переключения коробки передач мотоцикла ИЖ-350: 1 — возвратная пружина пускового механизма; 2 — сектор пускового механизма; 3 — ось педали ножного переключения; 4 — сцепление; 5 —шестерня пускового механизма; 6 — цепь моторной передачи; 7 — ведущий конец коленчатого вала двигателя; 8 — шестерня первой передачи первичного вала; 9 — шестерня второй передачи первичного вала; 10 — контрольный стержень для проверки уровня масла; 11 — шестерня третьей передачи и каретка включения второй и четвертой передач; 12 — шестерня постоянного зацепления вторичного вала; 13 — ведущая зубчатка главной передачи; 14 — вилка переключения верхняя; 15 — вилка переключения нижняя; 16 — рычаг присоединения тяги ручного переключения; 17 — зубчатый сектор-храповик; 18 — селекторный механизм; 19 — валик переключения.

Усилием этого рычага поворачивается валик с зубчатым сектором-храповиком переключения 17, который своими зубьями сцеплен с валиком переключения и поворачивает его.

Педаль переключения насажена на шлицы валика педали. На втором конце этого валика расположен селекторный механизм 18, установленный внутри сектора-храповика переключения.

В селекторном механизме (рис. 108) имеются две собачки 1 и 2, действующие в противоположные стороны.

Рис. 108. Селекторный механизм коробки передач мотоцикла ИЖ-350: 1–2 — собачки переключения; 3 — пластинчатая пружина селекторного механизма; 4 — утопители собачек.

Пластинчатая пружина 3 селекторного механизма стремится раздвинуть концы собачек.

Педаль переключения и ее валик, а следовательно, и селекторный механизм удерживаются в исходном положении с помощью возвратной пружины механизма переключения, установленной в картере коробки передач с правой стороны. При нажиме на педаль переключения вверх или вниз поворачивается валик педали и селекторный механизм. При этом одна из его собачек находит на утопитель 4, выполненный на торцовой части сектора, а вторая упирается в один из храповых зубьев на внутренней поверхности сектора и, поворачивая его, поворачивает валик переключения, т. е. производит переключение коробки передач.

Для включения первой передачи надо нажать педаль вниз. Вторая, третья и четвертая передачи включаются при подаче педали вверх. При одном нажатии на педаль (безразлично вверх или вниз от исходного положения) обеспечивается включение одной передачи.

Пусковой механизм коробки передач мотоцикла ИЖ-350 состоит из пускового рычага 7 с откидной педалью 2 (рис. 109).

Рис. 109. Пусковой механизм коробки передач мотоцикла ИЖ-350: 1 — пусковой рычаг; 2 — откидная педаль пускового рычага; 3 — затяжной болт пускового рычага; 4 — валик пускового рычага (полый); 5 — пусковой сектор; 6 — пусковая шестерня; 7 — пружина нажимная пусковой шестерни.

Пусковой рычаг с помощью затяжного болта и шпонки укреплен на полом пусковом валике 4. Сквозь него проходит валик, на котором укреплена педаль переключения. На втором конце пускового валика расположен пусковой сектор 5, который может входить в зацепление с пусковой шестерней 6, свободно установленной на барабане механизма сцепления и прижатой к нему пружиной 7.

При нажатии на педаль сектор пускового механизма вращает пусковую шестерню 6, которая с помощью храповика, выполненного на ее торцовой поверхности, вращает барабан сцепления и далее через цепь вращает и коленчатый вал двигателя. Рычаг пускового механизма возвращается в исходное положение с помощью ленточной пружины, расположенной между сектором пускового механизма и картером.

Картер коробки передач и моторной передачи заливается маслом через отверстие с пробкой. Уровень масла контролируется по меткам на щупе, установленном в правой половине картера. Для слива масла служит отверстие, закрываемое пробкой с нарезкой. Это отверстие расположено в нижней части картера, в плоскости валов коробки передач.

Устройство коробки передач мотоцикла М1А

Коробка передач мотоцикла М1А (рис. 110) относится к типу трехступенчатых, двухходовых, соосных, с подвижными шестернями постоянного зацепления.

Рис. 110. Коробка передач мотоцикла M1А: 1 — механизм сцепления; 2 — шариковый подшипник первичного вала; 3 — шестерня первой передачи первичного вала; 4—шестерня-каретка первичного вала; 5 — зубья первичного вала; 6 — шлицы первичного вала; 7 — зубчатый венец (шестерня) вторичного вала; 8 — шариковый подшипник вторичного вала; 9 — ведущая зубчатка главной передачи; 10 — опорные втулки промежуточного вала; 11 — шестерня постоянного зацепления промежуточного вала; 12 — промежуточный вал; 13 — шестерня-каретка промежуточного вала; 14 — шестерня первой передачи промежуточного вала.

Расположена коробка в неразъемном с двигателем блоке. На левом выступающем с наружной стороны картера конце первичного вала установлен механизм сцепления 1. На первичном валу с левой стороны имеется шариковый подшипник 2. Правый конец вала входит внутрь вторичного вала, где опирается на бронзовую втулку, запрессованную в отверстие вторичного вала. С левой стороны первичного вала нарезан зубчатый венец (шестерня) 3 первой передачи. Там же установлена подвижная шестерня-каретка 4, которая может соединяться с первичным валом попеременно либо своими внутренними зубьями в левой части с пятью зубьями 5 первичного вала, либо внутренними зубьями в правой части со шлицами 6 правой стороны первичного вала.

Промежуточный вал 12 коробки передач установлен в картере на двух втулках 10. На левом конце промежуточного вала свободно посажена шестерня 14 первой передачи, постоянно сцепленная с зубчатым венцом (шестерней) 3, нарезанным на первичном валу. Далее на промежуточном валу насажена подвижная шестерня-каретка 13, которая постоянно сцеплена с шестерней-кареткой 4 первичного вала. Шестерня-каретка 13 промежуточного вала может соединяться с ним так же, как шестерня-каретка 4 первичного вала, но шлицы, с которыми она соединяется, нарезаны на левой стороне этого зала, т. е. в направлении, обратном шлицам на первичном валу.

На правом конце промежуточного вала насажена шестерня 11, постоянно сцепленная с зубчатым венцом 7, нарезанным на вторичном валу. Вторичный вал установлен на шариковом подшипнике 8. На правом выступающем с правой стороны коробки передач конце вторичного вала установлена на шлицах ведущая цепная зубчатка 9 главной передачи мотоцикла.

Включение первой передачи достигается передвижением шестерен-кареток 4 и 13 (они передвигаются только вместе) в левую сторону. Шестерня-каретка 4 первичного вала при этом не будет соединена с первичным валом, а шестерня-каретка 13, передвигаясь по шлицам промежуточного вала, кулачками, выполненными с торца левой стороны, войдет в зацепление с шестерней 14 промежуточного вала, т. е. соединит последний с этой шестерней. Шестерня 14 постоянно сцеплена с шестерней 3 первичного вала. Таким образом, скорость вращения промежуточного вала относительно первичного в данном случае будет обусловливаться передаточным числом между шестернями 14 и 3. Так как шестерня (зубчатый венец) 11 промежуточного вала постоянно сцеплена с зубчатым венцом (шестерней) 7 вторичного вала, то скорость вращения последнего относительно промежуточного будет определяться передаточным числом между шестернями 11 и 7.

При передвижении шестерен 4 и 13 вправо обе каретки будут соединены со своими валами и скорость вращения промежуточного вала относительно первичного будет зависеть от передаточного числа между шестернями 4 и 13. Вращение вторичного вала относительно промежуточного будет происходить в данном случае так, как это было описано выше.

Приведенное положение шестерен соответствует второй передаче.

Для включения третьей передачи шестерни 4 и 13 передвигаются еще дальше вправо. При этом шестерня 13 промежуточного вала выходит из соединения с ним, а шестерня 4, передвигаясь по шлицам первичного вала, с помощью кулачков на своей торцовой части сцепляется с кулачками вторичного вала, т. е. обеспечивается непосредственное соединение первичного вала со вторичным (прямая передача).

Для передвижения шестерен служит кулачок 1 перевода шестерен (рис. 111), передвигающий обе шестерни одновременно.

Рис. 111. Механизм переключения передач мотоциклов M1А: 1 — кулачок перевода; 2 —сектор механизма переключения; 3 —ось; 4 — основание (кронштейн); 5 — пружина; 6 — фиксатор; 7 — отверстия (окна); 8 — вилка переключения; 9 — вал переключения; 10 — педаль; 11 — возвратная пружина; 12 — пружина фиксатора; 13 — стрелка; 14 — валик указателя; 15 — рычаг указателя.

Кулачок перевода шестерен укреплен на секторе 2 механизма переключения, который установлен на оси 3. Между отверстием сектора переключения и осью имеется зазор, обеспечивающий возможность получения между ними свободного хода. Ось 3 укреплена в основании (кронштейне) 4 сектора переключения, привернутого к картеру коробки. Пружиной 5 с двумя шайбами со шплинтом, пропущенным сквозь ось, сектор переключения прижат к основанию. В нижней части сектора переключения имеется пять лунок, в которые может входить шариковый фиксатор 6. Каждому зафиксированному положению сектора соответствует определенное положение шестерен. Верхняя часть сектора выполнена в виде рычага с двумя отверстиями 7, в которые могут по очереди входить зубья вилки переключения 8.

Вилка переключения насажена на шлицы вала переключения 9,на противоположном конце которого закреплена педаль переключения 10. В исходном положении вилка переключения, а следовательно, и валик с педалью удерживаются возвратной пружиной 11. Ход вилки ограничивается с помощью пальца, который перемещается между ограничительными упорами.

С правой стороны коробки передач установлен указатель передач. Он состоит из стрелки 13, которая показывает на одну из цифр, выбитых на картере. Стрелка насажена на валик указателя 14 с помощью рычага 15, постоянно связанного с сектором переключения. При нажиме на педаль один из зубьев вилки входит в соответствующее отверстие в рычаге сектора переключения. Рычаг поворачивает сектор и с помощью кулачка перевода шестерен включает их.

За один нажим на педаль включается только одна передача коробки передач. Первая (низшая) передача включается при перемещении педали вниз, а две другие при движении вверх. После каждого нажима под действием возвратной пружины педаль возвращается в исходное положение.

Устройство пускового механизма коробки передач мотоцикла М1А аналогично устройству пускового механизма коробки передач мотоцикла ИЖ-350.

Масло в коробку передач мотоцикла М1А заливается через отверстие с пробкой на резьбе. На пробке имеется щуп с метками, служащий для определения уровня масла. Сливается масло через специальную пробку, расположенную в нижней части картера, в плоскости валов коробки передач.

Устройство коробки передач мотоцикла К-125 аналогично устройству коробки передач мотоцикла М1А.

Обслуживание коробки передач

Обслуживание коробки передач заключается в своевременном контроле за уровнем масла, пополнении его и периодической замене отработанного масла новым.

Коробка передач мотоциклов М1А никакой регулировки не требует. У мотоциклов ИЖ-350 и ИЖ-49 можно изменять длину тяги ручного механизма переключения. Механизм переключения коробки передач М-72 нуждается в регулировке.

При правильно отрегулированном механизме переключения мотоцикла М-72 должна быть обеспечена синхронность действия педали переключения и сектора переключения. Для этой цели имеются регулировочные винты, о которых говорилось выше. Эти винты должны быть установлены так, чтобы фиксирующие лунки сектора переключения на всех передачах точно доходили до шарика фиксатора.

Отсутствие синхронности в действии педали переключения и сектора переключения можно обнаружить следующим образом.

При переходе с низшей передачи на высшую, т. е. при подъеме передней части педали переключения вверх до отказа, сектор переключения перемещается недостаточно и фиксирующая лунка не доходит до шарика фиксатора. Это легко обнаружить, положив руку на рычаг ручного переключения. Когда педаль поднята до отказа, ручной рычаг легко перемещается несколько вперед и только после этого четко фиксируется положение нужной передачи. В данном случае надо вывернуть нижний регулировочный винт кривошипа собачек (предварительно отпустив контргайку).

При переходе с низшей передачи на высшую сектор переключения излишне перемещается и фиксирующая лунка сектора переключения проходит шарик фиксатора. В этом случае надо ввернуть нижний регулировочный винт кривошипа собачек.

При переходе с высшей передачи на низшую, т. е. при опускании передней педали переключения вниз до отказа, сектор переключения перемещается недостаточно и фиксирующая лунка сектора не доходит до шарика фиксатора. В этом случае необходимо, отпустив контргайку, вывернуть верхний регулировочный винт кривошипа собачек.

Регулировка механизма переключения коробки передач мотоцикла М-72 показана на рис. 112.

Рис. 112. Регулировка механизма переключения коробки передач мотоцикла М-72.

Неисправности коробки передач, меры их предупреждения и устранение

Надежная работа коробки передач в основном зависит от четкой работы механизма сцепления. В случае нечеткого выключения дисков сцепления, т. е. когда сцепление «тянет», при переключении передач происходят резкие удары деталей механизма включения, поэтому повышается износ кулачков и даже происходит их выкрашивание. Подобная же картина наблюдается при переключении передач без выключения сцепления. Водитель должен помнить, что при переключении передач выключать механизм сцепления следует обязательно — игнорирование этого правила может привести к самым тяжелым последствиям.

Износ деталей механизма переключения коробки передач обнаруживается в первую очередь по выскакиванию включенной передачи.

Во время движения мотоцикла, после того как очередная передача включена, замечается сначала легкое проскакивание кулачков, которое прекращается, если уменьшить подачу газа. Обычно при несколько изношенных кулачках это явление возникает при резкой подаче газа или ухудшении дорожных условий, т. е. в тех случаях, когда усилия, действующие в коробке передач, особенно возрастают. При незначительном износе деталей механизма включения проскакивание происходит редко, затем по мере износа оно прогрессирует и, наконец, пользоваться передачей, кулачки которой износились, становится невозможно.

Наиболее подвержены износу детали механизма включения промежуточных передач коробки передач.

В том случае, когда происходит проскакивание или выскакивание какой-либо передачи, коробку передач следует разобрать и изношенные детали заменить новыми. Отремонтировать изношенные детали, как правило, невозможно.

У мотоциклов М-72, М1А и К-125 выскакивание деталей механизма переключения вызывается ослаблением фиксатора. Поэтому, если при разборке коробки передач этих мотоциклов не обнаружено износа деталей, то причиной неисправности является ослабление или даже поломка пружины фиксатора.

Исправная пружина фиксатора коробки передач мотоцикла М-72 должна иметь длину 9,75 мм под нагрузкой в пределах 5,2–6,2 кг. Эта же пружина коробки передач мотоциклов M1А и К-125 исправном состоянии должна быть длиной 18 мм при нагрузке в пределах 4–6 кг. Если пружина фиксатора не удовлетворяет этому условию, ее следует заменить новой.

Естественный износ коробки передач при длительной ее эксплуатации выражается в усиленном шуме шестерен вследствие износа их зубьев, а также подшипников и втулок. Отметим, что усиленный шум, сопровождаемый ненормальным перегревом, может наблюдаться и у новой коробки передач, когда ее части еще недостаточно приработались. Если такое явление наблюдается, движение следует прекратить, дать коробке передач остыть и только после этого продолжать движение.

Наиболее часто возникают неисправности в пусковом механизме коробки передач.

Если пусковая педаль не возвращается в исходное положение, значит, поломана возвратная пружина пускового механизма и ее надо заменить новой.

В случае износа или поломки собачки пускового механизма мотоцикла М-72, а у мотоциклов ИЖ-350, М1А и К-125 — храповых зубьев пусковой шестерни при нажатии пусковой педали не будет проворачиваться двигатель. В этом случае следует проверить состояние следующих пружин пускового механизма: у мотоцикла М-72 — пружины собачки пускового механизма, которые в исправном состоянии под нагрузкой 53,5—54,5 кг должны иметь длину 7 мм, а у мотоциклов ИЖ-350, М1А и К-125 — нажимную пружину шестерни пускового механизма. Пружина мотоцикла ИЖ-350 под нагрузкой 2 кг должна сжаться до 10 мм, а у мотоциклов M1А и К-125 под нагрузкой 1,3–17 кг сжаться до 9 мм. Если обнаружено ослабление этих пружин, их необходимо заманить новыми.

У мотоцикла М-72 при возвращении пускового механизма в исходное положение после нажатия педали обратный удар храпового механизма смягчается буфером, ввернутым в дно картера коробки передач. При неблагоприятном совпадении размерности деталей и при особо сильном обратном ударе, например, вследствие преждевременной вспышки в двигателе из-за слишком раннего момента зажигания удар храповика о буфер достигнет такой силы, что часть днища картера коробки передач, в которую ввернут буфер, может быть выломана.

Поломка днища требует замены картера. Чтобы предотвратить эту поломку, надо быть особенно осторожным и не допускать при запуске обратных вспышек в двигателе.

Зимой при низкой температуре в случае запуска холодного двигателя при втором нажатии на педаль пускового механизма храповые зубья или собачка пускового механизма могут не войти в зацепление с сопрягающимися деталями и пусковой механизм не будет проворачивать коленчатый вал двигателя. Причиной этого бывает чрезмерное застывание масла вследствие низкой температуры его. Неисправность предотвращается соблюдением мероприятий, необходимых при запуске двигателя в зимнее время.

Заметим, что коробка передач современного мотоцикла — вполне надежный и износоустойчивый механизм. Соблюдение необходимых правил при переключении, своевременная регулировка сцепления, периодическая замена и долив масла обеспечивают безотказную работу всех механизмов коробки передач на протяжении длительного срока эксплуатации мотоцикла.

4. Главная передача мотоцикла

Главная передача мотоцикла предназначена для передачи усилия от коробки передач к ведущему колесу и изменения передаточного числа между коробкой передач и ведущим колесом.

На мотоциклах применяются главные передачи двух видов: цепные или шестеренчатые передачи (обычно с помощью карданного вала).

В зависимости от расположения оси валиков коробки передач (оси коробки передач) относительно плоскости рамы мотоцикла конструкция главной передачи может быть выполнена различно. Рассмотрим некоторые схемы устройства главной передачи.

Ось коробки передач расположена перпендикулярно к плоскости рамы мотоцикла. В этом случае главная передача может быть цепной или шестеренчатой.

Цепная главная передача — на выводном конце вторичного вала коробки передач располагается цепная зубчатка, которая с помощью приводной цепи передает усилие соответствующей зубчатке, связанной непосредственно с ведущим колесом мотоцикла (рис. 113, а).

Рис. 113. Схемы устройства главной передачи, применяемые на мотоциклах в зависимости от расположения коробки передач: А — ось коробки передач расположена перпендикулярно к плоскости рамы мотоцикла: а — цепная главная передача; б — шестеренчатая главная передача; Б — ось коробки передач расположена параллельно плоскости рамы мотоцикла: в — шестеренчатая главная передача.

Шестеренчатая главная передача — на выводном конце вторичного валика коробки передач устанавливается коническая или червячная шестерня, которая через посредство соответствующей конической или червячной шестерни вращает приводной (карданный) вал. Карданный вал через пару конических или червячных шестерен приводит во вращение ведущее колесо мотоцикла (рис. 113, 6).

Ось коробки передач расположена параллельно плоскости рамы мотоцикла. В этом случае главная передача может быть только шестеренчатая. При такой передаче выводной конец вторичного вала коробки передач связан непосредственно с приводным (карданным) валом, который через пару конических или червячных шестерен приводит во вращение ведущее колесо мотоцикла (рис. 113, в).

Цепная передача при данном расположении коробки передач применена быть не может.

Наиболее часто применяются шестеренчатая главная передача с осью коробки передач, расположенной параллельно плоскости рамы мотоцикла.

Примером шестеренчатой главной передачи может служить главная передача мотоцикла М-72.

Устройство главной передачи мотоцикла М-72

Карданный вал 20 (рис. 114) получает вращение от коробки передач посредством упругой муфты, состоящей из двух стальных дисков и резиновой муфты с бандажом.

Рис. 114. Устройство главной передачи мотоцикла М-72: 1 — пробка картера главной передачи; 2— картер главной передачи. 3 — масляный карман с выходным отверстием для смазки подшипника скольжения; 4 — игольчатый подшипник ведущей шестерни; 5 — ведущая шестерня; 6 — вилка кардана; 7 — болт крепления вилки кардана; 8 — сальник; 9 — шариковый подшипник ведущей шестерни; 10 — ведомая шестерня; 11 — крышка картера главной передачи; 12 — шариковый подшипник ступицы; 13 — втулка картера; 14 — ступица; 15 — сальник; 16 — крышка сальника; 17 — крестовина кардана; 18 — защитный чехол; 19 — направляющая подвеска заднего колеса; 20 — карданный вал; 21 — стопорное кольцо упругой муфты кардана; 22 — диск упругой муфты кардана; 23 — ленточный бандаж упругой муфты кардана, 21 — резиновая муфта; 25 — вкладыш подшипника ступицы (нижнем); 25 — резиновый колпак; 27 — игольчатый подшипник кардана; 26 — вкладыш подшипника ступицы (верхний); 29 и 30 — отверстия для стока масла.

Один из этих дисков (на рисунке не изображен) устанавливается на выводном валу коробки передач, а другой диск 22 напрессовывается на конец карданного вала.

На каждом диске имеется по два стальных пальца, расположенных под углом 180°, которые входят в четыре отверстия резиновой муфты 24. Эти отверстия расположены под углом 90°. В центральное отверстие муфты завальцована стальная втулка. Снаружи на муфту надевается стальной ленточный бандаж 23, связанный с муфтой при помощи стопорного кольца 21. Такое устройство резиновой муфты ограничивает ее деформацию при передаче усилий к заднему колесу и предотвращает ее разрушение.

На противоположном- конце карданного вала выполнена вилка, являющаяся частью шарнира кардана, состоящего из крестовины 17, которая вмонтирована в гнезда вилок кардана, имеющих игольчатые подшипники 27. Для смазки игольчатых подшипников в крестовине кардана имеется масленка. Между торцами крестовины и игольчатыми подшипниками установлены резиновые кольца 39 (рис. 115) с боковыми стальными чашками 40. Этими кольцами защищаются подшипники от попадания грязи и влаги. Обоймы игольчатых подшипников удерживаются в гнездах вилок при помощи стопорных колец 41, вставленных в соответствующие канавки гнезд.

Рис. 115. Детали главной передачи и карданного вала мотоцикла М-72: 31— рычаг тормоза; 32— валик тормоза с кулачком; 33— ось тормозных колодок; 34 — регулировочная шайба; 35 — шайба специальная; 36 — шайба уплотнительная; 37 — гайка подшипника; 38 — масленка; 39 — резиновое кольцо; 40 —стальная чашка; 41 — стопорное кольцо; 42 — ось заднего колеса; 43 — втулка кронштейна подвески заднего колеса; 44 — прокладка крышки картера задней передачи; 45 — распорная втулка, 46 — регулировочная шайба; 47 — регулировочная шайба.

Собранный шарнир кардана снаружи закрывается общим металлическим чехлом 18, который навинчивается на гайку подшипника 37. Остающееся отверстие со стороны карданного вала закрывается резиновым колпаком 26.

Во время движения мотоцикла усилие от коробки передач к заднему колесу передается при помощи карданной передачи под углом, постоянно изменяющимся в вертикальной плоскости вследствие наличия независимой подвески заднего колеса. Пределы изменения угла обусловливаются работой задней подвески. Гибкими звеньями в карданной передаче являются не только карданный шарнир, но и резиновая муфта, которая также в известных пределах допускает передачу усилий под углом. Главная передача, к которой передаются усилия от карданного вала, помещена в алюминиевом картере 2, являющемся одновременно кожухом тормозного механизма и опорой правого конца оси колеса. Кроме того, в этот картер заправляется смазка. Главная передача представляет собой пару конических шестерен со спиральными зубьями; эти шестерни устанавливаются в картере.

Ведущая коническая шестерня 5 монтируется на двух подшипниках — шариковом 9 разборного типа и игольчатом 4. На хвостовике шестерни имеются шлицы, на которых устанавливается вилка кардана 6. Ведомая шестерня 10 соединяется со ступицей 14. Вместе с шестерней она вращается на двух подшипниках; один из них является подшипником скольжения и состоит из двух бронзовых вкладышей 25 и 28, работающих в закаленных поверхностях ступицы, и втулки 13, запрессованной в картер; другой подшипник 12 насажен на прилив крышки 11 картера и плотно входит в гнездо ступицы 14. Вращение к ступице заднего колеса передается при помощи внутреннего зубчатого зацепления, имеющегося между ступицей 14 и ступицей заднего колеса.

Все подшипники главной передачи и зубчатого зацепления смазываются маслом, которое заливается в картер 2. Для удаления отработанного масла в картере предусмотрено спускное отверстие. Отверстия закрываются пробками 1 с уплотняющими медноасбестовыми прокладками и резьбой.

Карданная передача не требует особого ухода и регулировки. Уход заключается в своевременном пополнении запаса масла в картере главной передачи и замене масла новым. Карданный шарнир смазывается при помощи шприца.

После длительной эксплуатации мотоцикла зазоры между зубьями шестерен главной передачи могут нарушиться, в результате чего появится сильный шум. В этом случае надо отрегулировать зазор между зубьями шестерен. Нормальный зазор обеспечивается при сборке установкой регулировочных шайб 47 и 46 (рис. 115), которые подбираются после затяжки гайки 37 подшипника и болта 7.

Так как отверстие для болта 7 в хвостовике ведущей шестерни расположено наклонно, то при затяжке болта зазоры в шарикоподшипнике выбираются. Этим достигается жесткая фиксация ведущей шестерни. Для обеспечения достаточного зазора между головкой болта и внутренней поверхностью чехла 18 окончательная затяжка болта производится после подбора регулировочных шайб 34.

Приводные цепи, их устройство и уход

Приводные цепи мотоциклов бывают в основном двух систем; втулочно-роликовые и втулочные.

Втулочно-роликовые цепи применяются для моторной и главной передачи мотоцикла. Каждая цепь включает ряд наружных и внутренних звеньев (рис. 116).

Рис. 116. Детали втулочно-роликовой цепи: а — наружное звено: 1 — щечки наружного звена; 2 — ось наружного звена; б — внутреннее звено: 3 — щечки внутреннего звена; 4 — втулки внутреннего звена; 5 — ролик цепи; в — замок цепи (соединительное звено): 6 — щечка соединительного звена; 7 — ось соединительного звена; 8 — пружинная пластинка соединительного звена; 9 — щечка соединительного звена наружная; г — переходное звено; t — шаг цепи; в — внутренняя ширина цепи.

Наружные звенья а состоят из двух стальных пластинок, так называемых щечек наружного звена цепи 1, соединенных между собой стальными осями 2. Внутреннее звено б цепи представляет собой две щечки внутреннего звена 5, которые соединяются между собой запрессованными в щечки двумя втулками 4. На этих втулках свободно вращаются стальные ролики 5. Наружные и внутренние звенья соединяются между собой следующим образом. Оси наружного звена цепи, запрессованные в одну из щечек, пропускаются сквозь втулки двух соседних внутренних звеньев, а выступающие из внутреннего звена концы осей связываются вторыми щечками.

Так как без применения специального инструмента (машинки для расклепывания цепи) разъединить цепь трудно, то концы цепи связываются между собой с помощью соединительного звена в или замка цепи. В щечку соединительного звена 6 запрессованы оси 7, несколько удлиненные по сравнению с обычными. С незапрессованной стороны на концах осей имеются канавки, в которые входит пружинная пластинка соединительного звена цепи 8.

Вторая щечка 9 соединительного звена цепи свободно надевается на концы осей. От соскакивания щечка предохраняется пружинной пластинкой 5, которая надевается после того, как щечка поставлена на место.

Кроме соединительного звена цепи, применяется переходное звено г. На переходном звене с одной стороны имеется втулка с роликом, а с другой стороны — специальный болт, заменяющий ось и закрепляемый обычно гайкой со шплинтом. Назначение переходного звена — получить цепь с нечетным числом звеньев, что бывает необходимо в некоторых условиях монтажа и ремонта цепи.

Втулочные цепи (рис. 117) отличаются от втулочно-роликовых отсутствием роликов. Эти цепи необходимо обильно смазывать.

Рис. 117. Втулочная (безроликовая) цепь.

Они применяются только в моторной передаче мотоциклов, которая обычно имеет герметизированный картер, что предохраняет их от грязи и пыли.

Втулочно-роликовые и втулочные мотоциклетные цепи различаются между собой двумя основными размерами. Этими основными размерами являются: шаг цепи (t), представляющий собой расстояние между осями звеньев, и внутренняя ширина цепи (b), т. е. расстояние между щечками внутреннего звена (рис. 116, г).

Размер цепи в мм обозначается условно в виде произведения tb.

Уход за цепями заключается в своевременной смазке их и надлежащей регулировке натяжения.

Втулочные цепи, применяемые в моторной передаче мотоциклов M1А, К-125 и ИЖ-350, имеют постоянное натяжение и регулировки не требуют. Смазка этих цепей осуществляется совместно со смазкой коробки передач и выполняется в сроки, обусловленные заводскими инструкциями.

Втулочно-роликовые цепи главной передачи не имеют защитного картера и нуждаются в специальной смазке.

Чтобы смазать цепь главной передачи, необходимо снять ее с мотоцикла и предварительно хорошо вычистить с помощью жесткой щетки, смоченной в керосине. Вычищенную цепь кладут в керосин или бензин и оставляют там на некоторое время. После того как грязь, находящаяся в шарнирах цепи, размягчится так, что шарниры цепи начнут свободно двигаться, цепь прополаскивают в керосине и снова очищают щеткой. Оставшейся на цепи жидкости дают стечь, затем вытирают насухо и после этого удаляют жидкость, которая осталась во внутренних звеньях цепи, энергично встряхивая цепь. После этого цепь вновь протирают досуха и смазывают.

Для смазки цепь необходимо полностью погрузить в масло И оставить там на некоторое время, чтобы масло заполнило все сочленения.

Как правило, для смазки втулочно-роликовой цепи главной передачи следует применять графитную смазку. При нормальной температуре эта смазка достаточно густая, для введения в сочленения цепи требуется ее подогреть в водяной бане. Устройство такой бани показано на рис. 118.

Рис. 118. Водяная баня для промывания цепи.

Чтобы обеспечить попадание масла в шарниры цепи, необходимо несколько раз переворачивать ее в расплавленной смазке.

После того как цепь вынута из масла, ее надо повесить, чтобы излишки масла стекли, и после этого насухо вытереть тряпкой. Излишняя смазка на наружных деталях цепи принесет вред, так как она способствует скоплению пыли и грязи, которые увеличивают износ цепи.

Графитную смазку можно заменять густыми смазочными маслами, например, нигролом или вискозином. Не следует употреблять для смазки цепи жидкие масла, так как их применение обеспечивает смазку цепи только на непродолжительное время.

В зависимости от условий эксплуатации мотоцикла смазку цепи следует производить через 800—1000 км пробега. В дождливую погоду цепь надо смазывать чаще.

Регулировка натяжения цепи главной передачи осуществляется передвижением заднего колеса в проушинах наконечников задней вилки мотоцикла.

Величину провиса цепи определяют по верхней или нижней ветви. Нельзя ограничиваться определением провисания цепи только в одном месте. Поворачивая колесо, надо найти место наибольшего и наименьшего натяжения цепи. Провес цепи в местах наибольшего натяжения должен быть не менее 8 мм, а в местах наименьшего натяжения — не более 25 мм.

Во время регулировки цепи следует равномерно подтягивать оба конца оси колеса. При этом надо следить, чтобы ведущая и ведомая зубчатки лежали в одной плоскости, а оси их были параллельны. Правильная установка колеса проверяется замерами и сравнением расстояний от края обода до ближайших перьев задней вилки справа и слева. Проверяя, надо поворачивать колесо на 180°.

Чтобы окончательно убедиться в качестве установки цепи, следует отойти на 2–3 шага от мотоцикла и на глаз проверить, нет ли искривлений линии цепи.

При постановке цепи на место пружинную пластинку соединительного звена необходимо ставить разрезной частью назад относительно направления движения цепи (рис. 119).

Рис. 119. Установка пружинной пластинки соединительного звена цепи.

Каждые 4000–5000 км пробега следует проверять цепь. Для этого у снятой цепи надо осмотреть каждое звено. Характерными неисправностями цепи бывают трещины или поломки роликов внутреннего звена и разбалтывание осей в щечках наружного звена. Звенья с дефектными роликами надо заменить исправными, а расшатанные оси подклепать, чтобы они плотно держались в щечках.

Выпрессовка осей наружного звена цепи производится с помощью машинки или выжимки цепи. Пользование этой машинкой показано на рис. 120.

Рис. 120. Машинка для цепи.

В зависимости от условий эксплуатации мотоцикла и ухода цепь через 10 000-12 000 км пробега изнашивается настолько, что ее надо заменить. Существует примитивный способ определения износа цепи. Снятую с мотоцикла и тщательно промытую цепь кладут на пол или стол так, чтобы оси звеньев были параллельны плоскости стола. Затем концы цепи, не отрывая цепи от стола, сдвигают между собой. Цепь располагается при этом по какой-то дуге. Если концы дуги становятся параллельно между собой или начинают сходиться, цепь негодна и ее надо заменить. Если же концы дуги образуют собой угол, вершина которого направлена к дуге, цепь пригодна для дальнейшего применения. Способ этот, понятно, не является точным, но он с успехом применяется многими мотоциклистами.

Глава XI

ХОДОВАЯ ЧАСТЬ МОТОЦИКЛА

1. Рама

Ходовая часть мотоцикла состоит из рамы, передней вилки, подвески заднего колеса, колес, органов управления.

Рама мотоцикла служит для крепления всех механизмов мотоцикла и прицепной коляски. Она должна обладать достаточной жесткостью, прочностью и наименьшим весом.

Рамы разделяются в зависимости от профиля и применяемого материала на трубчатые, из профилированных балок и комбинированные. По способу соединения элементов различаются рамы разборные и неразборные. По конструкции они делятся на одинарные (плоскостные) и двойные (пространственные), а также на открытые и закрытые[5].

Раму мотоцикла, как правило, составляют следующие элементы (рис. 121): головка (рулевая колонка); верхний брус, который может состоять либо из одной части — основной, либо из двух — основной и усиливающей; передний брус; подмоторная часть (в рамах открытого типа отсутствует); подседельный брус; задняя вилка, которая состоит из правой и левой стоек и двух перьев задней вилки, правого и левого.

Рис. 121. Рама мотоцикла: 1 — головка рамы; 2 — верхний брус; 3 — задняя вилка; 4 — подседельный брус; 5 — подмоторная часть рамы; 6 — передний брус.

В настоящее время применяются главным образом трубчатые рамы, изготовленные из цельнотянутых (бесшовных) или сварных труб, реже применяются рамы из специальных штампованных профилей листовой стали, обычно П-образного или коробчатого сечения. Примером рамы последнего типа является рама мотоцикла ИЖ-350 (рис. 122).

Рис. 122. Рама мотоцикла Иж-350.

Наконец, встречаются рамы комбинированного типа, т. е. такие, в которых часть элементов выполнена из стальных труб, а часть из специальных профилей. Такую раму имеет мотоцикл ИЖ-49, у которого к основной штампованной части прикрепляется болтами трубчатая задняя вилка.

Элементы рамы соединяются между собой различными способами: с помощью специальных промежуточных узлов, к которым припаиваются или с которыми свариваются элементы рамы; путем сварки элементов рамы между собой; с помощью болтовых соединений.

Соединение частей рамы с помощью специальных промежуточных узлов — старый способ; в настоящее время он почти не применяется.

Соединение элементов рамы с помощью болтов, как показала практика, не нашло широкого применения. Это объясняется тем, что такие рамы полностью разборные и для сборки их необходимы специальные болты повышенной точности, а надежность болтового соединения сравнительно недостаточная.

В настоящее время широко применяется способ соединения элементов рамы путем сварки в стык. Так, например, сваренные без узлов рамы применяются на мотоциклах М-72, М1А и К-125. Кроме того, мотоциклетные рамы, выполненные сваркой, являются более легкими, чем сборные рамы.

Схемы рам различной конструкции приведены на рис. 123.

Рис. 123. Схема рам различной конструкции: а — одинарная рама; б и в — двойные рамы.

Одинарная (плоскостная) рама а является наиболее простой, но она обладает недостаточной прочностью к воспринятию боковых нагрузок, усиливающихся при движении с боковой прицепной коляской. Поэтому одинарные рамы применяются главным образом на мотоциклах легкого типа.

Двойные (пространственные) рамы б и в свободны от этого недостатка. Такие рамы устанавливаются на мотоциклах среднего и тяжелого типов.

Никакого обслуживания рамы мотоциклов не требуют. Поврежденные рамы, с трещинами или изломами, необходимо отремонтировать в мастерской путем сварки или пайки (с помощью меди) поврежденного места.

Если мотоцикл не держит прямого направления и начинает, как говорят, «тянуть» в одну сторону, то этот недостаток может быть вызван искривлением рамы. Выверка рамы производится при помощи специальных приспособлений.

2. Подвеска заднего колеса

На мотоциклах может применяться жесткая подвеска заднего колеса непосредственно в задней вилке и упругая (пружинная) подвеска колеса к раме.

Преимущества пружинной подвески заключаются в том, что она уменьшает утомляемость водителя, улучшает способность мотоцикла «держать» дорогу, так как сокращает возможность отрыва колеса от дороги. Кроме того, пружинная подвеска уменьшает усилие от неровностей дороги, так как часть усилия, передаваемого на раму при ударе заднего колеса о неровности дороги, воспринимается (поглощается) пружинами подвески. В то же время пружинная подвеска заднего колеса несколько усложняет конструкцию мотоцикла и повышает его стоимость. Поэтому пружинная подвеска заднего колеса пока еще применяется на мотоциклах только среднего и тяжелого типов. На мотоциклах легкого типа, имеющих сравнительно небольшой вес и относительно низкую стоимость, такие подвески применяются реже.

В качестве пружинящих элементов подвесок могут быть применены как спиральные пружины, так и пластинчатые (рессоры) и торсионные валики. Число этих элементов может быть от одного до четырех.

Различают две основные конструкции подвесок заднего колеса мотоциклов: свечные (телескопические) и рычажные.

Обе конструкции подвески имеют между собой принципиальную разницу, в основном определяющую характер применения каждой из этих конструкций.

При свечной подвеске заднее колесо при наезде на препятствие дороги будет двигаться прямолинейно, поэтому в случае цепной главной передачи цепное расстояние (длина между центрами ведущей и ведомой зубчаток) будет изменяться, а также и натяжение цепей в зависимости от работы подвески не будет постоянным. В связи с этим свечная подвеска заднего колеса для мотоциклов с цепной передачей мало пригодна.

При рычажной подвеске заднего колеса ось последнего будет передвигаться по дуге какой-то окружности с радиусом, равным длине качающегося рычага подвески. Если приблизить центр этой окружности, т. е. ось качания рычага подвески, к центру ведущей зубчатки цепной передачи, то цепное расстояние будет изменяться тем меньше, чем больше совмещение оси качания рычага подвески и центра ведущей зубчатки, а следовательно, тем меньше изменится натяжение цепи при работе подвески.

Устройство подвески заднего колеса мотоцикла М-72

Подвеска заднего колеса мотоцикла М-72, имеющего карданную передачу, относится к типу свечных.

В разрезные отверстия наконечников подвески 1 и 10 (рис. 124), которые приварены к вертикальным трубам задней вилки рамы, с правой и левой стороны вставляются стальные стержни 5 с запрессованными в них сверху алюминиевыми заглушками 9.

Рис. 124. Подвеска заднего колеса мотоцикла М-72: 1 — нижний наконечник задней вилки; 2 — стяжной болт нижнего наконечника; 3—резиновый буфер; 4— нижняя направляющая втулка; 5 — стержень подвески; б — верхняя направляющая втулка; 7 — верхний защитный кожух; 8 — стяжной болт верхнего наконечника; 9 — алюминиевая заглушка; 10 — верхний наконечник задней вилки; 11—наконечник пружины; 12 — пружина задней подвески; 13 — средний защитный кожух; 14 — кронштейн подвески; 15 — усилительная стальная втулка кронштейна подвески; 16 — нижний защитный кожух.

Сверху и снизу стержни закрепляются в наконечниках болтами 8 и 2.

При помощи верхних болтов стержни зажимаются в наконечниках рамы, а нижними болтами они стопорятся, что устраняет возможность их осевого перемещения и поворота в гнездах наконечников.

Стержни служат направляющими для алюминиевых кронштейнов, несущих непосредственно ось заднего колеса.

В правом кронштейне, выполненном заодно с крышкой редуктора главной передачи, вмонтирована стальная втулка 15, увеличивающая прочность кронштейна. Левый и правый кронштейны вместе с осью заднего колеса перемещаются вдоль стержней на текстолитовых или чугунных направляющих втулках 4 и 6, запрессованных в гнезда кронштейнов. Для обеспечения смазки втулок в кронштейнах имеются масленки, в которые при помощи солидолонагнетателя вводится консистентная смазка. В верхней части кронштейнов имеется спиральная нарезка, на которую навинчиваются пружины 12 подвески, закрепленные верхними концами на стержнях при помощи наконечников 11. При помощи пружины передается вся нагрузка, приходящаяся на заднее колесо, и смягчаются удары, возникающие при наезде колеса на неровности дороги. Обратные удары при сильных толчках воспринимаются резиновыми буферами 3.

Подвижные кронштейны задней подвески для защиты от воды и пыли закрываются сверху и снизу раздвижными телескопическими кожухами 7, 13 и 16.

Устройство подвески заднего колеса мотоцикла ИЖ-49

Подвеска заднего колеса мотоцикла ИЖ-49, имеющего цепную передачу, относится к типу рычажных.

К раме мотоцикла на вилке 1 (рис. 125) шарнирно прикреплена качающаяся вилка 2 подвески.

Рис. 125. Подвеска заднего колеса мотоцикла ИЖ-49: 1 — разрезная вилка крепления качающейся вилки; 2 — качающаяся вилка; 3 — наконечник крепления пружины; 4— наконечник задней вилки; 5 — предохранительный кожух; 6 — жиклер амортизатора; 7 — направляющая труба задней подвески; 8 — пружина задней подвески; 9 — кронштейн задней подвески; 10 — трубка амортизатора; 11 — резиновая манжета; 12 — опорная втулка; 13 — болт крепления трубки амортизатора.

На задних концах этой вилки выполнены прорези, в которых закрепляется ось заднего колеса мотоцикла. Для регулировки натяжения цепи имеются натягиватели обычного типа, при помощи которых ось можно передвигать, в прорезях качающейся вилки.

Пружина 8 подвески своим верхним концом навинчивается на наконечник 5, закрепленный в (наконечнике задней вилки мотоцикла. Нижний конец пружины ввинчен в кронштейн 9 подвески. В наконечниках задней вилки 4 жестко закреплена обоими концами направляющая труба 7. Внутри этой трубы перемещается трубка 10, связанная с кронштейном 9 посредством болта 13. Резиновые манжеты 11 надеты на жиклеры 6, ввинченные в трубку 10. Эти манжеты препятствуют вытеканию масла из амортизатора, а также перетеканию его из одной полости в другую.

Жиклеры 6, имеющие небольшие проходные отверстия, препятствуют протеканию масла из трубы 7 в трубку 10 и обратно из трубки 10 в трубу 7 при колебаниях заднего колеса. Качающаяся вилка 2 связана с кронштейном 9 посредством опорной втулки 12 и болта 13, скрепляющего с буксой также трубку 10. Перемещение буксы вверх воспринимается пружиной задней подвески 8. Кожух 5 предохраняет весь механизм от пыли.

3. Передняя вилка мотоцикла

Передняя вилка мотоцикла служит для подвески переднего колеса к раме и для его поворота.

Пружинная передняя вилка мотоцикла независимо от конструкции состоит из неподвижной (подрессоренной) и подвижной (неподрессоренной) частей. В неподвижную часть входит стержень вилки, установленный на двух радиальноупорных подшипниках в головке рамы и связанный с рулем, с помощью которого стержень можно поворачивать. Промежуточные детали шарнирно связывают неподвижную часть вилки с подвижной. Между подвижной и неподвижной частями вилки вводится спиральная (одна или несколько) или пластинчатая пружина (рессоры) или торсионные валики.

Дружины (рессоры) смягчают удары при наезде колеса на неровности. Так, например, при наезде переднего колеса на неровности дороги колесо будет перемещаться вверх. Одновременно с движением колеса вверх будет перемещаться подвижная часть передней вилки, постепенно сжимая пружину, связывающую подвижную часть вилки с неподвижной. В результате этого удар колеса о неровности дороги будет поглощаться пружиной передней вилки.

Способность передней вилки поглощать удары тем выше, чем больше величина хода подвижной части вилки относительно величины хода неподвижной, чем мягче пружины вилки и т. д.

С целью облегчения управления мотоциклом и повышения безопасности движения передняя вилка мотоцикла должна обладать свойством возвращаться в начальное положение при движении по прямой, а при поворотах с наклоном мотоцикла сохранять заданное направление. Ось, вокруг которой поворачивается вилка, пересекается с поверхностью дороги несколько впереди точки касания колеса с дорогой, благодаря чему колесо легче устанавливается в направлении движения мотоцикла.

Из рис. 126 видно, что если отвести колесо в положение I, то оно под действием силы F, приложенной к плечу а, будет стремиться стать в положение II, совпадающее с направлением движения мотоцикла.

Рис. 126. Схема действия передней вилки.

Расстояние от пересечения оси поворота передней вилки с грунтом до точки касания с грунтом переднего колеса носит название вылета передней вилки. Чем больше вылет, тем выше способность вилки к самостабилизации. Для современных мотоциклов величина вылета колеблется в пределах 30–75 мм. Однако отметим, что при движении по извилистым дорогам целесообразно, чтобы вылет вилки был меньшей величины, а при быстром движении по прямым дорогам желательно, чтобы вылет вилки был большей величины.

Наклон стержня передней вилки современных мотоциклов лежит в пределах 58–70°.

Заметим также, что при движении неподрессоренной части передней вилки создается инерция. Сила инерции будет тем больше, чем выше скорость движения и больше вес движущихся масс вилки. Поэтому при прочих равных условиях чем меньше вес неподрессоренных масс вилки, тем слабее нагружается пружина вилки, а следовательно, тем меньше будет реакция пружины на раму мотоцикла, в результате чего последняя испытывает меньшие толчки.

При наезде колеса на неровность дороги пружина передней вилки сжимается. Пройдя препятствие, сжатая пружина распрямляется, отбрасывая колесо вместе с вилкой к дороге. При ударе о дорогу колесо снова подскакивает, пружина сжимается, а затем, разжавшись, опять отбрасывает колесо назад. Эти колебания прекращаются весьма медленно, так как внутреннее сопротивление деталей вилки незначительно. Такие колебания можно было бы устранить, если поставить пружину большей жесткости и с меньшим периодом колебаний. Но в этом случае вилка стала бы более жесткой и более резко передавала бы толчки, возникающие от неровностей дороги. Поэтому для уменьшения колебаний вилки применяются гасители (амортизаторы) продольных колебаний.

На мотоциклах различают два типа амортизаторов продольных колебаний вилки: фрикционные (амортизаторы трения) и гидравлические.

Принцип действия фрикционных амортизаторов чрезвычайно прост. Он состоит в том, что между подвижной и неподвижной частями передней вилки вводится два ряда поверхностей трения, из которых один ряд связан с подвижной частью вилки, а другой с неподвижной. Сила трения между рабочими поверхностями амортизатора регулируется водителем в зависимости от состояния дороги, скорости движения и т. д. Поэтому такие амортизаторы неудобны, так как отвлекают внимание водителя, кроме того, для работы с ними требуются опыт и навыки в регулировке.

В последнее время для поглощения колебаний передних вилок мотоциклов применяются значительно более совершенные гидравлические (жидкостные) амортизаторы. Принцип действия гидравлических амортизаторов основан на силе сопротивления жидкости, вытесняемой из замкнутого пространства через небольшое отверстие.

На рис. 127 показана схема устройства гидравлического амортизатора.

Рис. 127. Схема устройства гидравлического амортизатора двухстороннего действия: 1 — корпус амортизатора; 2 — поршень.

В цилиндрическом корпусе 1, связанном с подвижной частью передней вилки, движется поршень 2, соединенный стержнем с неподвижной частью вилки. Корпус У заполнен маслом, которое при перемещении поршня перетекает из одной части цилиндра в другую через небольшое отверстие, имеющееся в поршне. Вследствие этого сопротивление при перемещении поршня будет прямо пропорционально квадрату его скорости, т. е. в отличие от амортизаторов фрикционного типа сопротивление такого амортизатора быстро возрастает при увеличении скорости перемещения подвижной части вилки. Другими словами, действие такого амортизатора не проявляется при небольших толчках и прогрессивно возрастает с их усилением.

На схеме показано>устройство амортизатора двухстороннего действия, т. е. такого, который создает одинаковое сопротивление как при сжатии пружины, так и при ее распрямлении. В действительности для достижения наилучшей работы передней вилки действие амортизатора в обе стороны должно быть различным. При перемещении подвижной части передней вилки вверх, т. е. при сжатии пружины, амортизатор либо не должен оказывать сопротивления, либо это сопротивление должно быть во много раз меньше, чем при обратном перемещении подвижной части вилки, т. е. при распрямлении пружины. Поэтому на мотоциклах применяются преимущественно гидравлические амортизаторы одностороннего действия, создающие прогрессивно действующее сопротивление при обратном ходе вилки. Это достигается установкой клапанов и устройством дополнительной полости для перетекания масла, что усложняет конструкцию амортизатора.

У мотоциклетного рулевого управления поперечные толчки, возникающие от неровностей дороги, передаются на руль и воспринимаются руками водителя. Поэтому при больших скоростях движения мотоцикла или при движении по плохим дорогам водителю требуется приложить сравнительно значительное усилие, чтобы удержать руль в надлежащем направлении.

Для уменьшения усилия водителя при управлении мотоциклом в этих случаях в ряде конструкций передних вилок применяется рулевой амортизатор, поглощающий поперечные колебания передней вилки.

Принцип действия рулевого амортизатора заключается в том, что между рамой и стержнем передней вилки вводится амортизатор фрикционного типа. Сила трения амортизатора регулируется водителем в зависимости от скорости движения и состояния дороги.

Передние вилки мотоциклов в зависимости от их конструкции могут иметь разнообразное устройство… Однако всего различаются четыре основные системы (рис. 128): маятниковая, параллелограммная, рычажная и свечная (телескопическая).

Рис. 128. Схемы устройства передних вилок: а — маятниковые; 6 — параллелограммные; в — рычажные; г — телескопические.

Передние вилки мотоциклов должны отвечать следующим основным требованиям: иметь наименьший вес неподрессоренных масс; сохранять постоянство заданной величины вылета во время работы вилки; обеспечивать величину наибольшего хода вилки; быть прочными и надежными.

Передние вилки маятниковой системы не обеспечивают самостабилизации колеса и недостаточно поглощают силу удара, возникающую при наезде колеса на препятствие (неровности). Поэтому передние вилки этой системы на современных мотоциклах почти не применяются.

Вилки параллелограммной системы широко применялись в предвоенный период. К положительным качествам этих вилок следует отнести возможность получения большой прочности и значительной боковой жесткости. К недостаткам их относится большой вес неподрессоренных масс и ограниченная возможность хода вилки.

Вилки свечной (телескопической) системы широко распространены на современных мотоциклах.

К числу положительных качеств вилок свечной системы (по сравнению с вилками других типов) относятся наибольшее постоянство величины вылета, относительно небольшой вес неподрессоренных масс и наибольшие возможности увеличения хода вилки. Недостатками вилок являются плохая боковая жесткость, что требует усиления размерности деталей, и сравнительно низкая износоустойчивость трущихся деталей (втулок).

Вилки рычажной системы имеют наименьший вес непосредственных масс и в настоящее время после дальнейшего улучшения конструкции получают большее распространение, постепенно вытесняя вилки телескопической системы.

Устройство передней вилки мотоцикла М-72

Передняя вилка мотоцикла М-72 (рис. 129) свечной (телескопической) системы с гидравлическими амортизаторами.

Рис. 129. Передняя вилка мотоцикла М-72: 1 — подставка переднего колеса; 2 — грязевой щиток переднего колеса; 3 — труба вилки; 4 — верхний мостик; 5 — нижний мостик; 6 — стержень вилки; 7 — правый наконечник вилки; 8 — левый наконечник вилки; 9 — верхняя втулка; 20 — нижняя втулка; 11 — замочное кольцо нижней втулки; 12 — гайки крепления труб вилки; 13 — зажимные болты нижнего мостика; 14 — нижние кожухи подвижной части вилки; 15 — нижние кожухи неподвижной части вилки; 16 — верхний кожух (левый); 17 — верхний кожух (правый); 18 — пружины передней вилки; 19 — верхние наконечники пружин вилки; 20 — нижние наконечники пружин вилки; 21 — накидные гайки крепления нижних наконечников пружин вилки; 22 — сальники; 23 — стержни амортизатора; 24 — обратные клапаны (поршни) амортизатора; 25 — трубки амортизатора; 26 — втулка стержня амортизатора; 27 — контргайки крепления стержней амортизатора; 28 — направляющие стержня амортизатора; 29 — нижние гайки стержней амортизатора; 30 — ограничительные штифты обратных клапанов амортизатора; 31 — заглушки трубок амортизатора; 32 — пружинные замочные кольца втулок амортизатора; 33 — винт для спуска масла; 34 — регулировочный болт рулевого амортизатора; 35 — шариковые фиксаторы рулевого амортизатора; 36 — крестообразная пружина рулевого амортизатора; 37 — упорные шайбы пружины рулевого амортизатора; 38 — гайки крепления верхнего мостика вилки; 39 — гайка крепления верхнего шарикоподшипника стержня передней вилки; 40 — шариковые подшипники стержня передней вилки; 41 — неподвижная пластина рулевого амортизатора; 42 — подвижная пластина рулевого амортизатора; 43 — упорный штифт подвижной пластины рулевого амортизатора; 44 — проушины крепления стоек щитка переднего колеса.

Вилка состоит из телескопического корпуса, поворотного механизма, амортизирующего механизма и рулевого амортизатора.

Телескопический корпус вилки состоит из двух стальных труб 3, в верхней части которых имеются конические поверхности труб. Трубы соединяются жестко между собой в двух местах: сверху верхним мостиком 4, имеющим конусные гнезда, а снизу — нижним мостиком 5, имеющим цилиндрические отверстия с продольными разрезами. В нижний мостик запрессован стержень вилки 6, при помощи которого она соединяется с головкой рамы. На концах труб 3 на подшипниках скольжения (втулках) 9 и 10 устанавливаются стальные трубчатые наконечники 7 и 3. Трубы 3 закреплены гайками 12 в конических гнездах верхнего мостика и при помощи болтов 13 зажаты в цилиндрических разрезных гнездах нижнего мостика.

Для крепления к перьям вилки грязевого щитка переднего колеса 2 и подставки переднего колеса 1 на наконечниках вилки предусмотрены специальные проушины 44.

Переднее колесо и щиток крепятся к подвижным наконечникам вилки[6]. Такое крепление переднего щитка увеличивает вес неподрессоренных частей вилки. Нижние металлические кожухи 14 и 15 защищают внутренние детали вилки от грязи и влаги. Для этой же цели и для крепления фары на верхнюю часть перьев вилки надеваются верхние металлические кожухи 16 и 17, к которым приварены кронштейны для крепления фары.

Для смягчения толчков установлены цилиндрические пружины 18, а для погашения колебаний — гидравлические амортизаторы. На концы пружин навинчиваются наконечники 19 и 20. Верхние наконечники 19 с помощью болтов вместе с кожухами 15 прикрепляются к опорным поверхностям нижнего мостика передней вилки. Нижние наконечники пружин 20, навинченные на пружины, соединяются с наконечниками перьев вилки при помощи накидных гаек 21. В накидных гайках имеются кольцевые выточки с лысками, в которые входят специальные выступы кожухов 14. Между наконечниками пружин и втулками 9 зажимаются сальники 22. Усилия, возникающие от неровностей дороги, передаются наконечникам 7 и 5, которые сжимая пружины, перемещаются вверх по трубам 3.

Гидравлический амортизатор смонтирован внутри труб вилки и состоит из стержней 23 с втулками 26. Стержни верхней частью ввертываются в гайки 12 и закрепляются при помощи контргаек 27.

В нижней части стержней имеется заточка с направляющей 28, которая закрепляется гайками 29.

Между торцами направляющей 28 и ограничительными штифтами 30, запрессованными в стержни, помещается стальной обратный клапан или поршень 24, который может перемещаться по стержню между торцом направляющей и ограничительным штифтом. Диаметр отверстия клапана 24 несколько больше диаметра стержня, поэтому между клапаном и стержнем образуется кольцевой зазор, закрывающийся на время, когда клапан прижат к направляющей 28.

Трубки 25 закрепляются гайками снизу в наконечниках перьев при помощи заглушек 31, ввернутых в их торцы. Под торцами трубок прокладываются уплотняющие алюминиевые шайбы. В верхней части трубок установлены на пружинных замках 32 втулки 26, предназначенные для направления стержней и дозировки масла, поступающего через кольцевой зазор между втулкой и стержнем. В нижней части для поступления масла предусмотрены отверстия.

Масло в количестве от 80 до 100 см^3 заливается в каждую трубу через гайки 12 и стекает в нижнюю часть наконечников, образующую масляный резервуар. Затем оно поступает в трубки амортизаторов 25.

Для периодической проверки наличия масла и удаления его из перьев в нижней части наконечников имеются сливные отверстия, которые закрываются винтами с уплотнительными кожаными прокладками.

Поворотный механизм вилки имеет следующее устройство: стержень вилки вместе с верхним 4 и нижним 5 мостиками устанавливается на шарикоподшипниках 40, которые запрессовываются в гнезда головки рамы. Свободный ход этих подшипников выбирается при помощи гайки 39, после этого верхний мостик вилки закрепляется сверху гайкой 38.

Для поглощения поперечных колебаний вилки имеется рулевой амортизатор. Фрикционный механизм рулевого амортизатора расположен под нижним мостиком вилки. Он состоит из неподвижной пластины 41, связанной с рамой мотоцикла. К рабочей части этой пластины с целью повышения трения сверху и снизу приклепаны фибровые шайбы. Снизу к неподвижной пластине прижимается подвижная пластина амортизатора, которая с помощью штифта 43 связана с нижним мостиком вилки. Сопротивление амортизатора регулируется болтом 34, который ввертывается в гайку, приваренную к подвижной пластине 42.

Необходимую упругость при затяжке амортизатора создает крестообразная пружина 36, имеющая отверстие, в которое при повороте болта входят шариковые фиксаторы 35, стопорящие затяжной болт рулевого амортизатора в любом положении.

Устройство передней вилки мотоцикла ИЖ-350

Передняя вилка мотоцикла ИЖ-350 параллелограммной системы штампованная с фрикционным амортизатором (рис. 130).

Рис. 130. Передняя вилка мотоцикла ИЖ-350: 1 — стержень вилки; 2 — нижний мостик; 3 — верхний мостик; 4 — затяжной болт верхнего мостика; 5 — верхние сережки вилки; 6 — нижние сережки вилки; 7 — регулировочная гайка (барашек) амортизатора; 8 — пружина амортизатора; 9 — неподвижные пластины амортизатора; 10 — перья вилки; 11 — крестовина перьев вилки; 12 — пружина вилки; 13 — упоры ход. вилки; 14 — упоры (ограничители поворотов).

Стержень вилки 1 закреплен в нижнем мостике 2 вилки. Верхний мостик 3 вилки фиксируется на стержне затяжным болтом 4. Стержень вилки монтируется на упорных шарикоподшипниках, запрессованных в головку рамы. К верхнему мостику вилки с задней стороны с помощью хомута и болтов крепится руль (на рисунке не показан).

К верхнему и к нижнему мостикам шарнирно крепятся верхние 5 и нижние 6 сережки передней вилки. В верхнем шарнире выполнен амортизатор. Регулировка сопротивления амортизатора осуществляется с правой стороны регулировочной гайкой 7, которая вращается от руки водителя и с помощью пружины 8, сжимающей фрикционные поверхности амортизатора. Неподвижные пластины 9 амортизатора своими концами охватывают трубу руля, которая удерживает их от проворачивания.

Верхние сережки вилки выполнены вместе с верхней крестовиной вилки, которая шарнирно соединяется с верхней частью штампованных перьев 10 передней вилки. Правая и левая нижние сережки вилки шарнирно соединены с нижней крестовиной 11 вилки, которая связывает правое и левое перья вилки. Средняя часть крестовины 11 выполнена в виде червяка, на спиральные канавки которого своими нижними витками навертывается пружина 12 вилки. Верхний конец пружины аналогичным образом соединяется с верхним мостиком 3.

Принципиальное устройство всех четырех шарниров вилки одинаковое. В отверстие мостика или крестовины помещается втулка с канавками для масла. Средняя часть втулки представляет собой широкую выточку, которая совпадает с соответствующим углублением, выполненным на внутренней части отверстия. Таким образом, внутри шарнира образуется относительно обширная полость для запаса смазки.

Подвод смазки осуществляется через масленки с помощью шприца. Шарнир затягивается болтом и гайкой. Размер втулки обеспечивает между подвижными деталями шарниров односторонний зазор 0,32—0,48 мм. На правом и левом перьях вилки выполнены упоры 13 с резиновыми подушками, служащие для ограничения хода вилки вверх. В нижнем мостике установлены резиновые упоры 14, ограничивающие поворот вилки.

Ось переднего колеса входит в вырезы в нижней части перьев вилки и затягивается гайками.

Вилка снабжается рулевым амортизатором, установленным в верхней части стержня вилки.

Обслуживание передних вилок

Обслуживание передних вилок параллелограммной системы заключается в периодической смазке шарниров вилки с помощью шприца.

Вилки свечной системы смазываются автоматически смазкой, находящейся в гидравлических амортизаторах.

Подшипники стержня вилки у обеих систем смазываются с помощью шприца.

С течением времени в подшипниках стержня передней вилки увеличивается свободный ход. Во избежание повреждения подшипников этот недостаток надо немедленно устранить. Проверять свободный ход в подшипниках рекомендуется следующим образом. Подложив под среднюю часть мотоцикла кирпичи и т. п., вывесить переднее колесо. Затем, отпустив полностью рулевой амортизатор, следует взяться за нижнюю часть перьев передней вилки (возле оси колеса) и покачать ее в продольном направлении. Имеющийся свободный ход в подшипниках стержня вилки будет сейчас же обнаружен.

Затяжка подшипников стержня передней вилки производится таким образом, чтобы в них не был ощутим свободный ход. В то же время затяжка должна обеспечить легкое вращение стержня передней вилки. Чрезмерная затяжка вызывает повышенный износ подшипников и может даже затруднить управление мотоциклом.

В передних вилках свечной системы относительно быстро изнашиваются опорные втулки. На этот износ указывает излишний свободный ход (качание) подвижных наконечников вилки относительно неподвижных ее труб (перьев). Изношенные втулки передней вилки следует заменить новыми.

Нельзя двигаться на мотоцикле с поломанными пружинами передней вилки, так как это может привести не только к повреждению деталей вилки, но и к серьезной аварии.

Если в результате какого-либо удара вилка даже незначительно искривлена, ее надо выправить, так как движение с искривленной вилкой затрудняет управление мотоциклом и приводит к быстрому износу трущихся деталей вилки.

Нельзя забывать о своевременной замене масла в передних вилках свечной системы соответственно времени года. Наличие в амортизаторах вилки летнего масла в зимний период усиливает жесткость вилки и, наоборот, летом наличие жидкого масла в амортизаторах приводит сравнительно часто к жестким ударам вилки, излишней утечке масла и т. п.

4. Колеса

Устройство колеса

Металлическая часть колеса (рис. 131) состоит из обода, спиц и ступицы с осью.

Рис. 131. Колесо мотоцикла и схема передачи нагрузки на ступицы колеса: 2 — обод; 2 — спица; 3 — ступица.

На обод колеса надевается резиновая шина (покрышка и камера). Обод вальцуется обычно в холодном состоянии из стальной ленты. Профиль и основные размеры ободов с целью обеспечения необходимой взаимозаменяемости шин и надлежащей их посадки на обод строго определены ГОСТ.

Спицы служат для связи обода со ступицей колеса. На нарезанный конец спицы навертывается ниппель спицы, который своей расширенной частью (шляпкой) удерживается в отверстии обода. Второй конец спицы в виде утолщенной головки удерживает спицу в отверстии ступицы. Для подтягивания спиц на боковой поверхности ниппеля запилены плоскости для ключа.

Спицы располагают так, чтобы они работали на растяжение, а не на изгиб, т. е. они располагаются не по радиусу колеса, а приблизительно по направлению касательных к окружности центров отверстий во фланце ступицы, крест-накрест друг к другу. Такое расположение спиц называется тангентным.

Как видно из рис. 131, вес воспринимается четырьмя верхними спицами (по две с каждой стороны ступицы, выделенными на рисунке толстыми линиями). В меньшей степени нагружены другие спицы верхней части колеса.

Передача усилия при поступательном движении мотоцикла осуществляется всеми спицами, имеющими относительно ступицы наклон в одну сторону. При торможении работают спицы, имеющие противоположный наклон. Во всех случаях спицы подвергаются только растягивающим усилиям.

По конструкции различаются спицы мотоциклетных колес с прямыми и с загнутыми концами, чаще применяются спицы с загнутыми концами.

Число спиц современного мотоцикла колеблется в пределах 36–40 в каждом колесе.

Колесо с тангентными спицами является благодаря большому количеству спиц относительно сложным в производстве и в эксплуатации.

С давних пор уже делались попытки применять на мотоциклах колеса без спиц, так называемые дисковые колеса, которые давно получили повсеместное распространение на автомобилях. Практика применения дисковых колес на мотоциклах показала, что на мотоцикле-одиночке при дисковом переднем колесе сильно затрудняется управление, так как такое колесо обладает большой парусностью, вследствие чего при боковом ветре водителю трудно удерживать руль.

На тяжелых мотоциклах, работающих только с коляской, дисковые колеса применимы, но при равной прочности вес их несколько выше, чем тангентных.

Ступица колеса (рис. 132) состоит из втулки, подшипников и оси колеса.

Рис. 132. Ступица колеса: 1 — ось ступицы колеса; 2 — гайки крепления оси колеса; 3 и 7 — роликовые подшипники ступицы; 4 и 6 — фланцы втулки; 5 — втулка ступицы.

Втулка 5 представляет собой стальную трубу (или поковку), к которой приварены или прикреплены правый и левый фланцы втулки 4 и 6. Нередко один из фланцев втулки выполняется таким образом, что он служит тормозным барабаном.

Подшипники применяется шариковые или роликовые конические 3 и 7. Они насаживаются либо непосредственно на ось 1 ступицы колеса, закрепленной гайками 2 в перьях вилки мотоцикла, либо на трубу, через которую проходит ось колеса. Последняя конструкция применяется при легкосъемных колесах.

Кроме упомянутых основных деталей, в ступице имеются уплотняющие устройства (сальники) и различные промежуточные детали. В корпусе втулки обычно устанавливается масленка для присоединения шприца, с помощью которого нагнетается внутрь втулки смазка, необходимая для подшипников.

В зависимости от конструкции ступицы колеса мотоциклов бывают нелегкосъемные и легкосъемные. Последние в свою очередь могут быть взаимозаменяемыми и невзаимозаменяемыми. Принципиальная разница в конструкции таких колес заключается в том, что в легкосъемном колесе внутренние кольца шариковых или роликовых подшипников ступицы насажены не на ось, а на трубу, сквозь которую пропускается ось, выполненная в этом случае в виде удлиненного болта с гайкой.

На рис. 133 показано легкосъемное колесо.

Рис. 133. Ступица легкосъемного колеса: 1 — ведомая шестерня главной передачи; 2 — шпилька; 3 — ступица колеса; 4 — тормозной барабан.

Как видно из рисунка, ось одной стороны пропускается сквозь проушину вилки, а затем проходит сквозь ступицу колеса. Далее через трубу, на которой вращается тормозной барабан и укреплен тормоз, она выходит на другую сторону вилки, где затягивается гайкой.

Соединение ступицы с тормозным барабаном в данном колесе осуществляется тремя шпильками, входящими в соответствующие отверстия во фланце втулки колеса.

На рис. 134 показана ступица нелегкосъемного колеса.

Рис. 134. Ступица нелегкосъемного колеса.

Здесь кольца роликовых подшипников плотно насажены на ось, которая заходит в проушины перьев вилки и с обеих сторон затягивается гайками. При съеме этого колеса надо отпустить обе гайки и вынуть колесо вместе с осью.

Существует несколько способов соединения колеса с тормозным барабаном или с зубчаткой, а именно, с помощью кулачков, шпилек или шлицев.

Соединение с помощью шлицев является наиболее совершенным, так как, обеспечивая быстрый разъем соединения, кроме того, оно хорошо противостоит износам.

Наоборот, в случае соединения колеса с зубчаткой или с тормозным барабаном шпильками соединение сравнительно быстро изнашивается и между элементами главной передачи и ступицей колеса возникает свободный ход, вызывающий удары в передаче. Чтобы избежать этого, у некоторых мотоциклов на шпильки навертываются гайки, плотно прижимающие фланец втулки к тормозному барабану. Ясно, что съем колеса при этой конструкции сильно затрудняется.

Устройство колес мотоцикла М-72

На мотоцикле М-72 применяются тангентные легкосъемные взаимозаменяемые колеса. В комплект колес, кроме направляющего, ведущего и опорного, входит запасное колесо, помещенное на задней части кузова коляски.

На рис. 135 показано колесо мотоцикла М-72 в разобранном виде.

Рис. 135. Колесо мотоцикла М-72 (в разобранном виде): 1 — втулка крепления троса привода ручного тормоза; 2 — рычаг тормозного валика; 3 — тормозной кулачок с валиком; 4 — диск тормоза переднего колеса; 5 — регулировочный винт троса ручного тормоза; 6 — кронштейн регулировочного винта ручного тормоза; 7 — гайка крепления кронштейна регулировочного винта ручного тормоза; 8 — упорный валик тормозных колодок; 9 — тормозная колодка; 10 — обшивка (накладка) тормозной колодки; 11 — тормозной барабан; 12 — втулка колеса; 13 — гайка крепления подшипников колеса с сальником; 14 и 18 — распорные втулки ступицы колеса; 15 — средняя распорная втулка ступицы колеса; 16 — шариковые подшипники колеса; 17 — ось колеса; 19 — втулка с маслосъемной нарезкой; 20 — масленка; 21 — пружина тормозных колодок; 28 — обод; 23 — спица длинная; 24 — спица короткая.

Основными деталями колеса являются втулка 12 с прикрепленным к ней тормозным барабаном 11 и обод 22, которые соединяются между собой при помощи 40 спиц.

На противоположных концах спиц имеются отогнутые головки и резьба М4,5Х0,7 мм. От малого фланца ступицы к ободу колеса подходят 20 длинных спиц 23 и от фланца тормозного барабана 20 коротких спиц 24.

Концы спиц подходят к коническим углублениям, выполненным в средней части обода. В углубления вставляются ниппели, которые навинчиваются на концы спиц.

Во втулку колеса запрессовывают два шариковых подшипника 16, осевое положение которых фиксируется буртиком средней распорной втулки 15 и распорными втулками 14 и 18.

Средняя распорная втулка 15 с закрепленными на ней по краям шайбами служит камерой для консистентной смазки, которая с помощью шприца вводится через масленку 20 и постепенно поступает к подшипникам через небольшие кольцевые зазоры между наружными поверхностями шайб и ступицей.

Выбрасывание смазки из ступицы предотвращается наличием сальника 13, ввернутого в торец ступицы, а также наличием втулки 19 с маслосъемной нарезкой, зажатой между наружной обоймой шарикоподшипника и торцами внутренних зубьев ступицы. Эти уплотнения одновременно предохраняют подшипники колеса от грязи.

На мотоцикле ИЖ-350 устанавливаются невзаимозаменяемые колеса; заднее колесо легкосъемное, переднее — нелегкосъемное.

На мотоциклах M1А и К-125 устанавливаются нелегкосъемные невзаимозаменяемые колеса.

5. Шины

Устройство шин

Шина является важной частью мотоцикла, так как от нее в значительной степени зависит безопасность движения.

На мотоциклах применяются пневматические шины. Пневматическая шина смягчает удары, возникающие при качении колеса по дороге, что обусловливается наличием внутри шины сжатого воздуха.

Пневматическая шина мотоцикла состоит из покрышки, камеры с вентилем и ободной ленты.

Покрышка (рис. 136) — наружная часть шины. Она препятствует расширению расположенной внутри нее камеры, защищает ее от механических повреждений (проколов, порезов), а также создает непосредственное сцепление колеса с дорогой.

Рис. 136. Покрышка мотоциклетной шины: 1 — боковина; 2 — протектор; 3 — подушка (верхний и нижний слой); 4 — подушка (средние слои); 5 — каркас (слои корда); 6 — борт покрышки; 7 — сердечник борта; 8, 9 и 10 — усилительные ленточки.

Покрышку составляют следующие основные части: каркас, протектор, боковина, подушка (подушечный слой), борта.

Каркас 5 составляет основу покрышки. Он придает ей необходимую прочность и способность выдерживать требуемую нагрузку. В современных мотоциклетных покрышках каркас состоит из нескольких (от двух до четырех) слоев прорезиненной специальной ткани, называемой кордом.

Протектор 2 составляет наружную часть покрышки, сцепляющуюся непосредственно с дорогой. Он предохраняет каркас от механических повреждений, атмосферного влияния и т. п.

Протектор представляет собой профильную массивную резиновую полосу. Толщина протектора мотоциклетных покрышек лежит в пределах 9—12 мм и зависит от типа и размера покрышки.

Для обеспечения надежной связи между колесом и дорогой внешняя поверхность протектора выполняется со специальным рисунком, что предотвращает продольное и поперечное скольжение шины. Рисунок протектора имеет чрезвычайно важное значение, так как форма его влияет на основные свойства шины, а также на управляемость и устойчивость мотоцикла.

Боковины 1 предохраняют боковые части каркаса от повреждений и защищают их от атмосферных влияний. Они представляют собой сплошную профильную резиновую полосу и обычно изготовляются из резины того же качества, что и протектор. С целью обеспечения необходимых эластичных свойств покрышки толщина боковины относительно невелика: 1,5–3 мм.

Подушка 3 и 4 служит для связи протектора с каркасом. Она поглощает усилия, стремящиеся разорвать и отслоить протектор от каркаса, распределяя равномерно толчки и удары, передаваемые от протектора каркасу. Подушка представляет собой слой очень пластичной резины, расположенной между каркасом и протектором.

Борта 6 покрышки укрепляют ее на ободе колеса. Бортовая часть покрышки состоит из слоев корда, сердечника 7 и ряда усилительных ленточек 8, 9 и 10.

Часть борта, образуемую сердечником, обвернутым усилительными ленточками, принято называть крылом покрышки.

Для придания борту надлежащей прочности и строгого сохранения его размеров, необходимых для надлежащей посадки по крышки на обод, сердечник мотоциклетной покрышки выполнен в виде кольца из троса в 3–7 и более металлических прядей.

Камера является одной из наиболее важных частей пневматической шины. Она представляет собой замкнутую кольцеобразную трубку с вентилем. Камера изготовляется из мягкой резины. Толщина стенок мотоциклетной камеры составляет 1,5–2,5 мм.

Вентиль служит для нагнетания воздуха в камеру. Он представляет собой клапан, пропускающий воздух внутрь камеры и препятствующий его выходу наружу. Мотоциклетные камеры отечественного изготовления в зависимости от размера снабжаются вентилями двух типов: МО-1 и МО-2. По конструкции оба эти вентиля одинаковы и отличаются только внешними размерами.

Устройство вентиля показано на рис. 137, а.

Рис. 137. Вентиль камеры: 1 — колпачок-ключик; 8 — стержень золотника; 3 — корпус вентиля; 4 — крепительная гайка; 5 — прижимная гайка; 6 — прижимной пластинчатый мостик; 7 — пятка; 8 — ниппель; 9 — резиновая манжетка втулки; 10 — втулка; 11 — верхняя посадочная чашечка; 12 — уплотнительное резиновое кольцо; 13 — нижняя посадочная чашечка; 14 — пружина золотника; 15 — упорный колпачок.

В полный комплект вентиля входят следующие части: корпус вентиля 5, имеющего в нижней части пятку 7; пластинчатый мостик или круглая шайба 6, прижимающая стенку камеры к пятке вентиля при помощи прижимной гайки 5 (непосредственное прижимание камеры гайкой привело бы к деформации резины); гайка 4, навинчиваемая на корпус вентиля после того, как вентиль просунут в обод; стержень золотника 2 и колпачок-ключик 1.

Закрепление вентиля в камере обеспечивается следующим образом. В камере прорезано круглое отверстие, причем стенка камеры в этом месте утолщена. В это отверстие вводится пятка вентиля таким образом, чтобы весь корпус выходил наружу. С помощью пластинчатого мостика или прижимной шайбы путем завинчивания прижимной гайки вентиль закрепляется в камере. Сжатая резиновая стенка камеры плотно облегает корпус вентиля, чем достигается необходимая герметичность крепления.

Устройство золотника вентиля показано на рис. 137, 6. Золотник состоит из стержня 2, на котором укреплены все остальные детали. Один из концов стержня отштампован в виде лопаточки, а на другом поставлена головка, предохраняющая остальные детали золотника от спадания со стержня. На стержень надеты чашечка 13, уплотнительное резиновое кольцо 12 и верхняя посадочная чашечка 11. Ко дну чашечки 13 припаяна пружина 14 золотника с хвостовым направляющим упорным колпачком 15. На верхнюю часть стержня надет ниппель 5, имеющий резьбу для закрепления его в корпусе вентиля.

С нижней стороны в ниппель входит втулка 10, на которую надета резиновая манжета 9.

Действие золотника вентиля показано на рис. 138.

Рис. 138. Действие золотника вентиля.

При ввинчивании золотника в корпус втулка с резиновой манжеткой прижимается к поверхности конического уступа, выполненного в теле корпуса вентиля. Таким образом, единственным местом проникновения воздуха в камеру является внутреннее отверстие во втулке, но с нижней стороны эго отверстие закрывается уплотнительной чашечкой с резиновым кольцом, которая под действием пружины, упирающейся своим упорным колпачком в соответствующий выступ в канале корпуса вентиля, плотно прижимается ко втулке, обеспечивая необходимую герметичность золотника.

При нагнетании воздуха в камеру под действием давления воздуха сила пружины преодолевается и чашечка отодвигается от втулки — этим обеспечивается доступ воздуха внутрь камеры. Как только подача воздуха прекращается, чашечка под воздействием пружины и сжатого воздуха вновь прижимается уплотнительным кольцом ко втулке и выход воздуха из камеры наружу прекращается.

Описанный золотник является стандартным, он применяется для всех мотоциклетных камер пневматических шин, выпускаемых нашей промышленностью.

На верхнюю часть корпуса вентиля навинчивается колпачок-ключик 1 (рис. 137), в который вложена резиновая прокладка. Колпачок предохраняет канал вентиля от засорения, а наличие резиновой прокладки повышает герметичность вентиля. Верхняя часть колпачка выполнена в виде прорези. Это позволяет ввинчивать золотник в вентиль и вывинчивать его из вентиля.

Ободная лента представляет собой резиновую (или резино-текстильную) ленту профильного сечения с отверстием для прохода вентиля камеры. Она надевается на обод колеса и предохраняет камеру от повреждений деталями обода, выступающими головками ниппелей спиц, а также бортами покрышек.

Мотоциклетные шины различаются между собой по внутреннему давлению и по размеру. По внутреннему давлению различаются шины высокого давления и низкого давления (баллоны).

Шины низкого давления обладают большей эластичностью, так как под влиянием неровностей пути они способны больше деформироваться, чем шины высокого давления. Вследствие этого ударная нагрузка на колесо с шиной низкого давления уменьшается. Стрела прогиба шины под нагрузкой допускается: для шины высокого давления 7—12 %, а для шины низкого давления 9—15 %.

Обозначение шин характеризуется различными параметрами, а именно (рис. 139): для шин высокого давления D X А, где D — наружный диаметр шины и А — ширина профиля шин, например, 26 X 2,25; для шин низкого давления А — d, где А — ширина профиля шины и d — посадочный диаметр обода, например 3,75–19. Размеры мотоциклетных шин обозначаются в дюймах.

Рис. 139. Обозначение размеров шины: D — наружный диаметр; А — ширина профиля; d — посадочный диаметр.

При любом из этих обозначений шины можно легко высчитать ее величины D и d:

D = d + 2А и d = D — 2А.

Допустим, требуется определить внешний диаметр шины 3,75–19. Пользуясь первым из приведенных уравнений, получим:

D = 19 + 7,50 = 26,5".

Покрышки, выпускаемые отечественными шинными заводами, имеют маркировку на боковинах, в которой указывается торговый размер шины, завод-изготовитель, дата изготовления и серийный номер покрышки. Завод-изготовитель обозначается условно одной буквой, месяц изготовления римской цифрой и год двумя арабскими цифрами. Например, ЯV48 7035 обозначает, что покрышка выпущена Ярославским шинным заводом в мае 1948 г. и имеет порядковый номер 7035.

Кроме этих обозначений, в некоторых случаях на борт покрышки наносят модель шины.

Существенную роль для правильной работы шины играет величина ее внутреннего давления. Шины разных размеров способны выдерживать разную нагрузку и требуют разного внутреннего давления. Ниже в таблице приводятся основные данные по мотоциклетным шинам отечественного производства:

* В 1952 г. снят с производства.

** Для шин 2,50–19 разрешается увеличивать рабочую нагрузку до 160 кг, для шин 3,25–19 — до 200 кг (без гарантии километража пробега).

Монтаж шины на колесо

Повреждение шины при движении с большой скоростью вызывает быстрое падение внутреннего давления, что почти неизбежно приводит к аварии. Поэтому за состоянием шин надо следить особенно внимательно, а при установке их на колесо выполнять все операции весьма тщательно.

Чтобы смонтировать шину на колесо, следует сначала натянуть на обод ободную ленту, а затем надеть на него один из бортов покрышки. Борт надо надевать на среднюю, т. е. углубленную, часть обода, следя за тем, чтобы борт не продвигался к наружной части обода. После того как один из бортов надет, необходимо заложить внутрь покрышки камеру. Первоначально надо поставить на место вентиль, пропустив его сквозь отверстие в ободной ленте и ободе. Во избежание проскакивания вентиля внутрь обода следует навернуть на него гайку. После этого надо тщательно, не допуская складок и перегибов, заложить внутрь покрышки оставшуюся часть камеры. Чтобы избежать заедания камеры внутри покрышки и предотвратить образование складок, камеру предварительно следует посыпать тальком. После того как камера заложена, надо тщательно ее расправить и проверить, хорошо ли она лежит. Рекомендуется перед установкой другого борта покрышки немного подкачать воздуха в камеру. Это позволит при надевании на обод второго борта избежать защемления камеры.

Другой борт надо надевать на обод в зоне расположения вентиля, утопив последний внутрь обода. При монтаже не следует пользоваться лопатками для шин; рекомендуется руками продвигать борт в углубленную часть обода. По мере надевания борта на обод можно пользоваться лопатками, но действовать ими надо очень осторожно, так как легко зажать камеру и повредить ее. Можно слегка постукивать по борту молотком. Делать это надо также осторожно, чтобы не повредить обода.

После того как другой борт окончательно заправлен, следует несколько подкачать воздух в камеру и проверить, хорошо ли покрышка села на обод. По всей длине борта покрышки нанесена кольцевая линия, которая при правильном монтаже шины должна отстоять от края обода на одинаковом расстоянии. Если покрышка где-либо села неправильно, надо, постукивая по ней молотком, добиться ее правильного положения. Если сделать это не удается, следует покрышку в данном месте снять с обода и затем смонтировать вновь.

Убедившись, что покрышка смонтирована правильно, надо накачать ее до требуемого давления. По мере повышения давления в шине следует подвертывать гайку вентиля, все время следя за тем, чтобы вентиль не был перекошен относительно обода. При перекошенном вентиле камера будет иметь складку, вследствие чет с течением времени резина камеры в этом месте протрется.

Демонтаж шины совершается в обратном порядке. Подсовывая под борт лопатку, особенно вначале, надо действовать очень острожно, чтобы не повредить камеру.

Ремонт шин

При проколе камеру надо отдать в вулканизационную мастерскую для заделки отверстия.

В пути можно на поврежденное место камеры наклеить резиновую заплату. Для этого каждый мотоцикл снабжается аптечкой, которая состоит из резинового клея, уложенного в целлофановый пакет или тюбик, набора резиновых заплаток, запасного золотника вентиля, талька и металлической терки или стеклянной шкурки.

Заклеивают камеру следующим образом. Часть камеры в зоне прокола тщательно зачищают с помощью имеющейся в аптечке металлической терки (или стеклянной шкурки), а также рашпиля (напильник с крупной насечкой). Зачищенная поверхность должна быть шероховатой. Заплаты из комплекта аптечки обычно бывают предварительно зачищены, если для заплаты берется кусок старой камеры, ее также надо зачистить.

Зачищенное место камеры и заплату надо промыть чистым бензином и дать промытым поверхностям полностью просохнуть. После этого на зачищенные поверхности камеры и заплаты следует ровным и тонким слоем нанести клей. Клей должен просохнуть в течение 15 минут, после чего необходимо нанести на склеиваемые поверхности второй слой клея. Не менее чем через 15 минут, когда второй слой клея подсохнет, следует наложить на камеру заплату. Сначала накладывается средняя часть заплаты. Затем заплата обжимается (проглаживается) пальцами по направлению к краям.

Края заплаты должны быть плотно приклеены к камере. Если хотя бы часть края заплаты с камерой не склеивается, не надо смазывать ее клеем вновь, так как это не поможет. Следует отодрать заплату, смыть клей бензином, зачистить камеру и заплату и повторить все операции вновь.

Камеры из синтетического каучука по сравнению с камерами из натуральной резины склеиваются труднее. Поэтому при первой возможности заклеенную камеру надо заменить новой или вулканизированной.

При сквозном прорыве или проколе покрышки внутреннюю часть каркаса в зоне повреждения следует зачистить металлической теркой или напильником и промыть бензином. После того как бензин высохнет, зачищенное место надо тщательно промазать клеем и дать ему просохнуть в течение 15 минут. Необходимо промазывать не менее двух раз, каждый раз давая клею полностью просохнуть.

В комплект аптечки входит свернутый кусок специальной ремонтной прорезиненной ткани. Из этого куска следует вырезать заплату нужного размера, промазать обрезиненную сторону один раз клеем и, дав ему просохнуть в течение 15 минут, тщательно приклеить заплату на поврежденное место каркаса. Во избежание повреждений камеры о выступающие края заплаты и для лучшего скольжения камеры часть покрышки в зоне заплатки надо тщательно пропудрить тальком.

Ремонт покрышки таким способом является временной мерой. При первой возможности отремонтированная таким способом покрышка должна быть снята с эксплуатации и сдана для ремонта в мастерскую.

Воспрещается ремонтировать покрышки с помощью манжет, т. е. прокладывания в поврежденном месте кусков ткани или шины. Такой ремонт допустим только в аварийных случаях с тем, чтобы доехать до места стоянки. Следует помнить, что движение на шинах с вложенными в покрышку манжетами приводит не только к повреждению камеры, но и к дальнейшему разрушению покрышки.

Глава XII

ОРГАНЫ УПРАВЛЕНИЯ

1. Расположение и назначение органов управления

Органы управления размещают на мотоцикле так, чтобы обеспечить водителю возможность наиболее удобно пользоваться ими.

Так как руки водителя располагаются во время движения на руле, который и сам является одним из важнейших органов управления, то большинство других органов управления устанавливают на руле с таким расчетом, чтобы водитель мог ими пользоваться, не отрывая рук от ручек руля. Кроме того, некоторые органы управления располагают возле подножек.

К основным органам управления относятся следующие:

Руль, ручка управления дроссельным золотником, рычаг тормоза, рычаг управления механизма сцепления и др.

Руль представляет собой изогнутую стальную трубу, прикрепленную к верхней части передней вилки.

Вращающаяся ручка управления дроссельным золотником карбюратора помещена на правом конце трубы руля. Дроссельный золотник открывается при повороте ручки на себя и закрывается при повороте ручки от себя.

Рычаг тормоза переднего колеса расположен на правой стороне руля; при нажатии рычага на себя (к трубе руля) колесо затормаживается.

Рычаг управления механизма сцепления расположен на левой стороне руля; при нажатии рычага на себя сцепление выключается.

Педаль тормоза заднего колеса укреплена возле правой подножки; при нажатии педали колесо затормаживается.

Педаль переключения коробки передач расположена возле левой подножки мотоцикла.

Кроме этих основных органов управления мотоцикла, обеспечивающих безопасность его движения, к органам управления относятся также следующие: барашек рулевого амортизатора, рычаг опережения зажигания, рычаг управления декомпрессором и др.

Барашек (или маховичок) рулевого амортизатора расположен посредине руля. Затягивая барашек (справа налево), мотоциклист увеличивает трение в амортизаторе и, опуская барашек (слева направо), уменьшает силу трения в амортизаторе.

Рычаг опережения зажигания устанавливается на левой стороне руля. При повороте рычага на себя происходит раннее зажигание, при повороте от себя — позднее зажигание. Этот рычаг устанавливается только на мотоцикле М-72, имеющем ручную регулировку момента зажигания. Другие советские мотоциклы этого рычага не имеют, так как снабжаются или автоматическим механизмом изменения момента зажигания (мотоцикл ИЖ-350), или регулировка зажигания вообще отсутствует (мотоциклы М1А и К-125).

Рычаг управления декомпрессором устанавливается на левой стороне руля, причем только на мотоциклах, имеющих декомпрессор. При нажатии рычага на себя декомпрессор открывается.

Рычаг управления воздушной заслонкой карбюратора устанавливается на правой стороне руля на мотоциклах, имеющих такую заслонку (мотоциклы ИЖ-350). Воздушная заслонка открывается при повороте рычага на себя и закрывается при повороте рычага от себя.

Кнопка электрического сигнала устанавливается на левой стороне руля. При нажатии кнопки сигнал приводится в действие.

Ключ зажигания располагается либо в фаре (мотоциклы М-72, М1А), либо в коробке электроприборов (мотоциклы ИЖ-350, К-125).

Главный переключатель света у мотоциклов М-72, М1А, ИЖ-350 и К-125 объединен с ключом зажигания.

Переключатель дальнего и ближнего света располагается на руле с левой стороны.

Ручной рычаг переключения передач располагается с правой, в редких случаях с левой стороны мотоцикла. Такой рычаг в настоящее время устанавливается редко; он имеет чисто вспомогательное назначение для установки муфт переключения передач в положение холостого хода.

Кроме перечисленных органов управления, следует отметить педаль пускового механизма, которая располагается с левой стороны машины. Нажатие на эту педаль приводит во вращение коленчатый вал двигателя.

Итак, важнейшие органы управления расположены на руле мотоцикла. Чтобы обеспечить передачу усилия от рычага или ручки управляемому механизму, применяются тросы управления (рис. 140).

Рис. 140. Устройство троса управления: 1 — рычаг управления; 2 — винт закрепления троса; 3 — корпус рычага управления; 4 — упор оболочки; 5 — оболочка троса; 6 — наружная оплетка оболочки; 7 — регулировочный винт; 8 — контргайка регулировочного винта; 9 — корпус карбюратора; 10 — стальной трос; 11 — наконечник троса; 12 — барабанчик.

Трос управления состоит из оболочки 5, представляющей собой трубку, образуемую плотно навитой спиралью из стальной проволоки. Во избежание попадания грязи и влаги внутрь оболочки троса она покрывается хлопчатобумажной оплеткой или слоем пластмассы 6.

Внутри оболочки пропускается стальной трос 10 диаметром от 1,5 до 2,25 мм. Этот трос состоит из нескольких (обычно семи) стальных канатиков, сплетенных вместе. В свою очередь каждый канатик сплетается из нескольких (пяти-семи) стальных проволочек. Такое устройство делает трос очень гибким и в то же время очень прочным.

Один конец троса закрепляется в барабанчике 12, приводимом в действие рычагом управления 1, а другой связывается с управляемым механизмом (в данном случае с дроссельным золотником карбюратора), где укрепляется с помощью напаянного наконечника 11. Оболочка троса с одной стороны входит в упор 4, а с другой упирается в регулировочный винт 7, с помощью которого можно несколько изменить длину оболочки и тем самым отрегулировать натяжение троса. Как видно из рисунка, при повороте рычага 1 повернется барабанчик 12, с которым связан конец троса. Трос начнет наматываться на барабанчик и, перемещаясь в оболочке, потянет за собой дроссельный золотник. При отпускании рычага 1 или при повороте его в обратную сторону дроссельный золотник под действием пружины (на рисунке не показана) будет перемещаться в исходное положение.

Следовательно, трос управления приводит в действие механизм (в данном случае открывает золотник) только при вращении рычага в одну сторону. Обратное действие механизма (закрытие золотника) происходит под действием пружины. Поэтому тросы описанной системы относятся к типу тянущих.

В редких случаях на мотоциклах применяются тросы управления тянуще-толкающей системы. У этих тросов стальной канатик заменяется одной стальной проволокой диаметром 2,0–2,5 мм.

Обычно тросами на мотоциклах управляются следующие механизмы: карбюратор (дроссельные и воздушные заслонки), механизмы опережения зажигания (в случае отсутствия автоматической регулировки), тормоз переднего колеса и сцепление.

Для управления дроссельным золотником карбюратора на современных мотоциклах исключительно применяется вращающаяся ручка. Вращающиеся ручки бывают двух систем: ползункового типа и катушечного типа.

Мотоциклы М-72, ИЖ-350 и К-125 снабжены вращающимися ручками ползункового типа.

На рис. 141 показано устройство вращающейся ручки ползункового типа мотоцикла М-72.

Рис. 141. Руль мотоцикла М-72: 1 и 10 — наконечники руля; 2 и 9 — оси вращения рычагов тормоза и сцепления; 3 — рычаг управления сцепления; 4 — ручка управления зажигания; 5 — трос управления тормозом переднего колеса; 6 — кронштейны крепления руля; 7 — рулевая труба; 8 — рычаг тормоза переднего колеса; 11 — резиновая ручка (правая); 12 — трубка вращающейся ручки; 13 — спиральный паз наконечника трубки вещающейся ручки; 14 — ползун вращающейся ручки; 15 — педаль тормоза; 16 — сухарь крепления наконечника руля.

На конце трубы руля с правой стороны с помощью двух винтов и стопора с контргайкой укрепляется рукоятка. Эта рукоятка с внешней стороны закрывается крышкой. В крышке имеются два отверстия для тросов, управляющих правым и левым карбюраторами. Оболочки тросов упираются в крышку.

В рукоятке выполнен продольный паз, по которому скользит ползун 14. С этим ползуном соединены концы тросов. На ползуне имеется выступ, который входит в спиральный паз 13 рукоятки, на которую надевается резиновая ручка 11. При поворачивании рукоятки ползун, имея направляющую в виде продольного паза, скользит вдоль спирального паза, натягивает или отпускает тросы.

Ручки катушечного типа применяются главным образом на спортивных и гоночных мотоциклах. Устройство этих ручек значительно проще, чем ручек ползункового типа. Как видно из рис. 142, на конец трубы руля надевается трубка ручки управления, левый конец которой выполнен в виде блока. На блок наматывается конец троса управления дроссельной заслонкой. Конец трубки ручки управления с блоком заключен в корпус ручки управления. Корпус состоит из двух половин, скрепленных винтами таким образом, что корпус плотно посажен на трубу руля. В одной из половин корпуса имеется отверстие, в которое проходит конец троса управления, и упор для оболочки троса. Действие катушечной ручки настолько просто, что пояснений не требует.

Недостаток ручки этой конструкции заключается в том, что во время работы происходит перегибание троса, наматываемого на блок трубки ручки. Чтобы избежать этого, в ручках иногда выполняется специальная цепочка, которая подвергается перегибу вместо троса. Цепочка наматывается на блок, а трос, как и в ручках ползункового типа, движется прямолинейно. Одна из таких конструкций приведена на рис. 142, б.

Рис. 142. Катушечные ручки: а — катушечная ручка управления карбюратором, действующая с изгибом троса; б — катушечная ручка управления, действующая без изгиба троса.

Рычажок управления зажиганием мотоцикла М-72 показан на рис. 143.

Рис. 143. Комбинированный рычажок управления зажиганием мотоцикла М-72: 1 — кнопка электрического сигнала; 2 — рычажок управления зажиганием; 3 — рычажок переключения света.

На общем корпусе, установленном на левой стороне руля, находятся рычажок управления зажиганием, кнопка электросигнала и рычажок переключения дальнего и ближнего света двухнитевой лампы головной фары мотоцикла.

На корпусе комбинированного рычажка зажигания нанесены надписи «раннее» и «позднее», показывающие положения рычажка, соответствующие определенному моменту опережения зажигания. Позднее опережение момента зажигания соответствует ходу рычажка на себя и раннее — от себя.

Устройство комбинированного рычажка зажигания ясно из рисунка и пояснений не требует.

2. Тормоза

Современные мотоциклы развивают при движении высокую скорость, например, скорость движения дорожных мотоциклов достигает 100 и более километров в час. В условиях движения по городу, по проселочным дорогам, по извилистому шоссе и т. п. поддержание высокой средней скорости движения связано не только с кратчайшим временем разгона мотоцикла, но и с возможностью в кратчайшее время замедлить движение.

Для быстрого замедления движения мотоцикла и его остановки служат тормоза. Наиболее распространенным типом тормоза, применяемого на современных мотоциклах, является раздвижной колодочный тормоз внутреннего действия. Схема устройства такого тормоза показана на рис. 144.

Рис. 144. Схема действия тормоза: 1 — неподвижный диск тормоза; 2 — колодка тормоза; 3 — педаль тормоза; 4 — тормозной барабан; 5 — тяга; 6 — рычаг тормоза; 7 — кулачок тормоза; 8 — пружина тормоза; 9 — колодка тормоза; 10 — упорная ось колодок тормоза.

На неподвижном диске тормоза 1 установлены две тормозные алюминиевые или стальные колодки 2 и 9, на наружную поверхность которых наклепаны тормозные накладки, выполненные из медно-асбестовой ткани или асбестового прессованного картона.

Опорой для колодок служит ось 10, укрепленная на тормозном диске, и кулачок тормоза 7, к которым концы колодок прижимаются под действием стягивающих их пружин 8. Колодки располагаются внутри тормозного барабана 4, приклепанного к ступице колеса (или образуемого одним из фланцев ступицы) и вращающегося вместе с колесом мотоцикла. Между тормозными накладками и рабочей частью тормозного барабана имеется небольшой зазор. На оси тормозного кулачка 7 посажен рычаг 6, который с помощью тяги 5 связан с педалью 3.

При нажатии на педаль кулачок поворачивается и раздвигает тормозные колодки, прижимая их к тормозному барабану. Между вращающимся вместе с колесом тормозным барабаном и неподвижными колодками возникает сила трения, стремящаяся остановить вращение колеса. В результате между поверхностью дороги и колесом также создается сила трения, которая стремится в свою очередь остановить движение мотоцикла. При прекращении нажима на педаль колодки под действием тормозной пружины возвращаются в исходное положение и торможение прекращается.

Тормоза устанавливаются обычно на заднем и на переднем колесах мотоцикла. На мотоциклах с коляской тормоз на колесо коляски устанавливается очень редко.

При торможении рекомендуется пользоваться как задним, так и передним тормозом, это позволяет значительно сократить путь торможения.

Так, например, при движении мотоцикла со скоростью 50 км/час тормозной путь при торможении только заднего колеса равен 19 м, при торможении только переднего колеса — 15 м, а при торможении обоих колес — 10 м.

Кроме того, торможение переднего колеса позволяет не только сократить тормозной путь мотоцикла по сравнению с торможением одного заднего колеса, но и увеличить сцепной вес переднего колеса, что уменьшает возможность заноса мотоцикла, т. е. бокового скольжения его колес. Единственной опасностью в этом случае является то, что в случае скольжения (юза) заднего колеса мотоцикл легче удержать от падения, чем при юзе переднего колеса, так как юз переднего колеса вызывает потерю управляемости. Но этого можно избежать, не допуская юза переднего колеса мотоцикла при торможении.

Как правило, тормоз заднего колеса приводится в действие педалью, соединенной системой тяг с валиком тормозного кулачка, а тормоз переднего колеса — рычагом, установленным на правой стороне руля, и тросом управления.

Тормоз колеса коляски обычно приводится в действие от педали тормоза заднего колеса. Практика показала, что механический привод с помощью тяг или тросов получается в этом случае сложным и малоэффективным, а сцепной вес, приходящийся на колесо коляски, благодаря плохому действию тормоза недостаточно используется. Поэтому в последнее время на тяжелых мотоциклах, снабженных тормозом колеса коляски, стали применять гидравлический привод как заднего колеса, так и колеса коляски.

Основным преимуществам гидравлического привода является равномерное распределение между колесами усилия, передаваемого от тормозной тяги.

Схема гидравлического тормозного привода показана на рис. 145.

Рис. 145. Схема устройства гидравлического привода тормоза: 1 — тормозная колодка; 2 — пружина; 3 и 4 — поршень рабочего цилиндра; 5, 6 и 10 — трубопроводы; 7— резервуар тормоза: 8 — тяга; 9 — педаль; 11 — поршень главного цилиндра; 12 — главный тормозной цилиндр; 13 — тормозная колодка; 14 — упорная ось (палец); 15 — рабочий тормозной цилиндр.

Основными частями гидравлического привода являются: резервуар 7 с запасом тормозной жидкости; главный тормозной цилиндр 12, служащий для создания давления жидкости в гидравлической системе привода; рабочие тормозные цилиндры 15, передающие давление жидкости на тормозные колодки; соединительные трубопроводы и шланги.

В резервуаре 7, наполненном тормозной жидкостью, находится главный тормозной цилиндр 12 с поршнем 11. При нажатии на педаль 9 тяга 8 перемещает поршень 11, который вытесняет по трубопроводам 6, 5 и 10 жидкость из цилиндра 12 к рабочим тормозным цилиндрам 15. Под давлением жидкости поршни 4 и 3 раздвигаются и через опорные стержни раздвигают в свою очередь тормозные колодки 1 и 13. Неподвижной опорой колодок является палец 14. Стягиваются колодки пружиной 2.

Система гидравлического привода тормозов заполняется специальной тормозной жидкостью, не меняющей своей вязкости при изменении температуры, не подверженной замерзанию и не оказывающей вредного влияния на металлические, резиновые, кожаные и другие детали гидравлического тормозного привода.

Недостатком гидравлической системы привода тормозов является ее сложность по сравнению с механическим приводом и дороговизна в изготовлении.

Признаки и причины неисправности тормозов

Тормоза являются одним из важнейших механизмов мотоцикла и содержание их в постоянной исправности — первоочередная задача.

Неисправности тормоза бывают двух видов: тормоз не полностью отпускает колесо или при нажатии на педаль (или рычаг) плохо затормаживает колесо (пробуксовывает).

Причиной неисправности является недостаточный зазор между тормозными накладками и рабочей поверхностью тормозного барабана, что вызывает нагрев деталей тормоза. Обычно это является следствием неудовлетворительной регулировки привода тормоза. Этой неисправности можно избежать, если привод тормоза всегда регулировать таким образом, чтобы педаль или рычаг тормоза до начала торможения имели свободный ход не менее 1/4 своего полного хода.

Бывают случаи, когда причиной задевания тормозных накладок за тормозной барабан является заедание каких-либо деталей тормоза. При этом пружины, стягивающие тормозные колодки, не могут возвратить их в исходное положение. Заедание тормозных накладок наблюдается при плохом уходе за мотоциклом, вследствие чего трущиеся детали тормозного привода (валик тормоза или промежуточные детали) покрываются пылью и грязью, корродируют, что вызывает их заедание. Этот недостаток можно сравнительно легко устранить, разобрав узел, прочистив и смазав его.

Причиной заедания тормоза, имеющего привод с помощью троса управления, часто бывает повреждение оболочки троса обычно вследствие зажима между перемещающимися деталями передней вилки и т. п. Расправить поврежденную оболочку троса управления довольно трудно и это редко удается хорошо сделать. Поэтому оболочку троса управления тормозов, поврежденную настолько, что тормоз начинает заедать, следует заменить новой.

Кроме повреждения оболочки, причиной заедания троса управления может быть загрязнение троса или его коррозия. Этот недостаток обычно легко устраняется промывкой троса в керосине или бензине и его надлежащей смазкой.

Наиболее частой причиной пробуксовки тормоза бывает замасливание тормозных накладок. Неопытные водители при смазке ступиц колес вводят слишком большое количество смазки. Излишки смазки попадают на тормозные накладки и их способность к трению резко снижается. У мотоциклов с карданным приводом, например у мотоцикла М-72, причиной замасливания тормозных накладок чаще всего бывает неисправность сальника редуктора задней передачи, вследствие чего масло из картера шестерен редуктора задней передачи попадает на тормозные накладки.

Для устранения пробуксовки тормозов следует прежде всего устранить ее причину, удалить излишнюю смазку из ступицы колеса, а в случае неисправности сальника редуктора задней передачи исправить сальник или заменить его новым. Затем следует удалить масло из тормозных накладок. Обычно сделать это довольно трудно, так как накладки пропитываются маслом на сравнительно большую глубину, и если масло полностью не удалось удалить, то оно при торможении и, следовательно, при неизбежном повышении температуры вновь выступит на поверхность накладок.

Рекомендуется для удаления масла погрузить тормозные колодки вместе с накладками на 2–4 часа в сосуд с чистым бензином. Бензин растворит масло, напитавшее накладки, а при просушке испарится. Если накладки настолько пропитались маслом, что промывка их бензином не помогает, следует поставить новые.

Категорически запрещается прожигать замасленные тормозные накладки с помощью паяльной лампы или в горящем бензине, так как это приведет к выгоранию части компонентов, входящих в состав материала, из которого изготовлены накладки, и в дальнейшем они быстро выйдут из строя.

Плохая работа тормоза может быть также вызвана естественным износом тормозных накладок. Если тормозные накладки износились настолько, что головки заклепок, которыми накладки приклепаны к тормозной колодке, стали заподлицо с поверхностью накладки, такую накладку надо заменить новой.

Глава XIII

ПРИЦЕПНАЯ КОЛЯСКА МОТОЦИКЛА

1. Условия движения с коляской

Запас мощности, который имеют двигатели современных мотоциклов, начиная с литража 350 см^3, позволяет прицеплять к мотоциклам коляски. Мотоциклы с прицепными колясками используются как транспортное средство шире, чем мотоциклы-одиночки.

Коляска устанавливается с правой стороны мотоцикла.

Боковая прицепная коляска увеличивает устойчивость мотоцикла на скользкой дороге. Однако движение с прицепной коляской связано с рядом особенностей. На повороте мотоцикл — одиночка наклоняется в сторону поворота, что не дает возможности ему опрокинуться и благоприятствует сцеплению колеса с дорогой. На мотоцикле с боковой прицепной коляской таких условий нет. Кроме того, условия поворота в правую или левую сторону резко различны.

Как показано на рис. 146, а, центр тяжести мотоцикла вместе с коляской находится в некоторой точке А, положение которой зависит от веса мотоцикла и коляски, ширины колеи, расположения агрегатов и нагрузки, приходящейся на мотоцикл.

Рис. 146. Схема сил, действующих на мотоцикл с коляской: а — при движении по прямой; б — при повороте в сторону коляски с небольшой скоростью движения; в — при повороте в сторону коляски с большой скоростью движения; г — при повороте в сторону от коляски.

При всех обстоятельствах центр тяжести будет всегда лежать ближе к плоскости колес мотоцикла, чем к плоскости колеса коляски, что создает неравные условия устойчивости мотоцикла с коляской при повороте его в сторону коляски по отношению к повороту его в другую сторону, т. е. от коляски.

Разберем случай поворота в сторону коляски.

При повороте (рис. 146, б) с небольшой скоростью или по кругу с большим радиусом величина центробежной силы F не будет значительной и равнодействующая R этой силы и веса всей системы G не выйдет за точку касания шины колеса мотоцикла с дорогой, т. е. за точку опоры системы. Предположим, что скорость движения мотоцикла с коляской увеличилась или уменьшился радиус преодолеваемого поворота (рис. 146, в). Сила F начнет возрастать и, когда она достигнет определенного предела, при котором равнодействующая R пересечет плоскость дороги за линией касания шин мотоцикла с дорогой, мотоцикл начнет опрокидываться в сторону, противоположную стороне, на которой находится коляска.

Легко заметить, что при повороте в сторону от коляски (рис. 146, г) при более значительном увеличении силы F опрокидывания не произойдет, так как точка приложения сил в этом случае будет отстоять значительно дальше от точки опоры мотоцикла, т. е. от колеса коляски.

Ясно, что повороты в сторону коляски тем опаснее, чем легче коляска, чем ближе она расположена к мотоциклу и чем меньше нагружена. Поэтому в отношении увеличения устойчивости системы представляется выгодным расширять колею и увеличивать вес коляски и ее нагрузку. Однако при этом возрастает боковое воздействие, оказываемое коляской на мотоцикл. Колеса мотоцикла, находящиеся в одной плоскости, под влиянием силы тяги, развиваемой на ведущем колесе мотоцикла, получают поступательное движение, в то же время колесо коляски препятствует этому движению и стремится увести мотоцикл в сторону коляски. Чтобы компенсировать это воздействие, для сохранения прямолинейности движения следует несколько повернуть руль в сторону, противоположную стороне крепления коляски. Но так как это затрудняет и ухудшает управление, то для противодействия стремлению коляски к уводу мотоцикла колесо коляски устанавливают с небольшим схождением к плоскости колес мотоцикла, а мотоцикл от коляски несколько отклоняют.

2. Установка и крепление коляски

Из рис. 147 видно, что для правильной установки коляски по отношению к мотоциклу необходимо, чтобы расстояние А было на 50–60 мм больше, чем расстояние Б, а наклон мотоцикла от вертикальной плоскости в сторону, противоположную креплению коляски, составлял 2–3°, т. е. расстояние С должно быть около 30 мм.

Рис. 147. Выверка установки коляски по отношению к мотоциклу: С — угол наклона мотоцикла; А — колея сзади; Б — колея спереди.

Так как боковое воздействие коляски на мотоцикл становится тем больше, чем выше скорость и нагрузка на коляску, то при возрастании этих факторов схождение колес должно быть еще увеличено. На гоночных мотоциклах коляску приходится устанавливать таким образом, чтобы при средних скоростях движения около 60—100 км/час был ярко выражен «увод» системы в сторону, противоположную коляске. Этот «увод» системы будет снижаться с возрастанием скорости движения.

Прицепная коляска значительно нагружает раму мотоцикла, поэтому у мотоциклов, предназначенных в основном для работы с коляской (например у мотоцикла М-72), раму приходится усиливать.

Значительной нагрузке подвергаются также колеса мотоцикла с коляской, особенно заднее, поэтому прочность колес мотоцикла с коляской должна быть выше прочности колес мотоцикла-одиночки на 20–25 %.

Крепление коляски к раме мотоцикла осуществляется в трех, а у мотоциклов тяжелого типа иногда в четырех точках. Конструкция креплений бывает самая разнообразная.

На мотоциклах с коляской, например на мотоциклах М-72, основные крепления, переднее и заднее, применяются шарового типа с цанговым зажимом.

На рис. 148 показана рама мотоцикла М-72. Как видно из этого рисунка, в передней и задней частях рамы имеются шаровые пальцы.

Рис. 148. Рама мотоцикла М-72: 1, 2, 3 и 4 — точки крепления коляски.

К этим пальцам присоединяются цанговые зажимы соединения.

Устройство цангового зажима шарового соединения показано на рис. 149.

Рис. 149. Цанговый зажим крепления коляски к мотоциклу: 1 — нижняя створка цанги; 2— верхняя створка цанги; 3 — конец трубы рамы коляски; 4 — сухарь; 5 — вороток.

В трубу рамы коляски заложена цанга, состоящая из двух створок — верхней 2 и нижней 1. Передняя часть обеих створок цанги образует два купола, которыми может быть охвачен шаровой палец рамы мотоцикла. В задней части обеих створок цанги имеются прорези, в которые входит сухарь 4. Сухарь с помощью винта с воротком 5 может перемещаться вдоль трубы рамы коляски 3, в которую закладывается цанга.

Конец рамы коляски, в котором находится цанга, несколько расширен и при отпускании винта, т. е. при перемещении сухаря обе створки цанги расходятся, что дает возможность легко завести между ними шаровой палец рамы мотоцикла. При натяжении винта, т. е. при перемещении сухаря, а следовательно, и створок цанги последние сходятся и зажимают шаровой палец рамы мотоцикла. Чтобы предотвратить проворачивание створок, в трубу рамы коляски ввернут винт. На воротке винта цангового зажима имеется кольцо, в которое вставляется ремень, закрепляемый за раму и препятствующий самоотвинчиванию винта цангового зажима.

Шаровое соединение с цанговым зажимом позволяет легко соединить раму коляски с рамой мотоцикла.

Средняя и передняя верхняя точки крепления коляски к мотоциклу соединяются с помощью составных регулируемых тяг (рис. 150).

Рис. 150. Тяга крепления коляски к мотоциклу М-72: 1 — передняя тяга; 2 — средняя тяга.

Передняя тяга соединяется с рамой коляски шарнирным болтом при помощи ушка, вставленного в петлю рамы и зажатого гайкой. Средняя (подседельная) тяга соединяется шарнирным болтом с хомутами, охватывающими левую трубу рамы коляски. Регулировочные винты (наконечники тяг) закреплены гайками, которые после окончательной регулировки соединяются с соответствующими ушками рамы мотоцикла.

Крепление колеса коляски к раме может быть выполнено как жестко, так и с помощью пружинной, рессорной или торсионной подвески. Торсионная подвеска (рис. 151) применяется на некоторых моделях коляски мотоцикла М-72.

Рис. 151. Схема устройства торсионной подвески колеса коляски: 1 — торсионный валик; 2 — рычаг; 3 — ось колеса.

Поперек рамы коляски устанавливается торсионный валик 1, сделанный из специальной пружинной стали. Один конец валика жестко закреплен в своем гнезде, а другой свободно установлен в подшипнике. На свободном конце торсиона жестко закреплен рычаг 2, выполненный вместе с осью 3 колеса коляски (у рамы мотоцикла М-72 ось колеса коляски вставная). Нагрузка на ось колеса коляски вызывает поворот рычага и скручивание торсионного валика. Скручивание торсионного валика используется для поглощения колебаний оси колеса.

Коляски бывают обычно одноместными; двухместные коляски встречаются весьма редко. Кузова коляски изготовляются из стали или алюминиевых сплавов или из фанеры.

На коляске мотоцикла М-72 применяется стальной цельносварной кузов (рис. 152).

Рис. 152. Кузов коляски мотоцикла М-72.

Задняя часть кузова коляски мотоцикла М-72 выполнена в виде багажника. Багажник закрывается крышкой, на которой укреплен кронштейн запасного колеса. Внутри кузова располагается полик, состоящий из деревянных планок, пружинные подушка и спинка сиденья, обитые заменителем кожи. Переднее крепление кузова коляски к раме представляет как бы два резиновых туго стянутых подшипника, с помощью которых кузов прикреплен к передней части рамы.

Задняя часть кузова установлена на раме на двух четверть-эллиптических рессорах. Каждая рессора состоит из 9 листов разной длины. Толщина листа 4 мм.

При установке коляски вес, приходящийся на заднее ведущее колесо мотоцикла, увеличивается незначительно, так как вес самой коляски и полезная ее нагрузка приходятся главным образом на колесо коляски.

В результате проходимость мотоцикла с коляской по сравнению с проходимостью мотоцикла без коляски значительно снижается. Чтобы избежать этого, в ряде конструкций колесо коляски получает вращение от главной передачи, т. е. становится ведущим наравне с задним колесом мотоцикла.

Сравнительно недавно мотоцикл такого типа имел привод на колесо коляски как вспомогательное приспособление, включаемое при движении по грязной, плохой дороге в тех случаях, когда мотоцикл начинал застревать вследствие буксования заднего колеса. Эти мотоциклы по сравнению с обычными, не имевшими привода на колесо коляски, обладали несколько повышенной проходимостью. Однако они имели ряд существенных недостатков, ограничивающих их применение.

В настоящее время разработаны конструкции мотоциклов высокой проходимости. Они снабжены постоянно действующим приводом на колесо коляски, причем для сохранения необходимой управляемости мотоцикла и его маневренной способности в систему привода введен дифференциальный механизм (рис. 153), позволяющий на поворотах автоматически получать разность вращения колес.

Рис. 153. Схема привода на колесо коляски с дифференциалом: 1 — ступица заднего колеса; 2 — вал привода колеса мотоцикла; 3 — ведущая шестерня карданного вала главной передачи; 4 — коробка сателлитов; 5 — муфта блокировки дифференциала; 6 —редуктор; 7 — ведомая коническая шестерня; 8 — вал привода коляски.

Карданный вал главной передачи заканчивается конической ведущей шестерней 3, с которой сцеплена ведомая коническая шестерня 7. К ведомой шестерке с помощью болтов привернута коробка сателлитов 4. В коробку с одной стороны входит вал 2, постоянно соединенный через редуктор 6 со ступицей 1 заднего колеса, и с другой стороны — вал 8 привода колеса коляски. Оба вала могут вращаться независимо один от другого и также независимо от коробки сателлитов. На концах того и другого валов посажены цилиндрические шестерни (полуосевые), находящиеся во внутренней полости коробки сателлитов. Цилиндрические шестерни, правая и левая, связаны между собой шестернями, носящими название сателлитов. Каждый из сателлитов состоит из двух шестерен с разным количеством зубьев. Зубья выполнены вместе с пустотелым валиком, причем шестерня сателлита с большим количеством зубьев связана с цилиндрической шестерней, соединенной с задним колесом мотоцикла, а шестерня сателлита, имеющая меньшее количество зубьев, соединяется с цилиндрической шестерней, насаженной на приводной вал колеса коляски. Через пустотелый валик каждого из сателлитов проходит палец, наглухо укрепленный в правой и левой половинках коробки сателлитов. Наличие сателлитов с разным количеством зубьев для правой и левой цилиндрических, (полуосевых) шестерен характеризует механизм дифференциала, так называемого «несимметричного» типа. Необходимость наличия дифференциала несимметричного типа обусловливается тем, что колесо коляски нагружено всегда меньше, чем колесо мотоцикла. Поэтому сопротивление, создаваемое каждым из ведущих колес мотоцикла, различное.

Разберем действие механизма дифференциала при движении мотоцикла в различных условиях. При движении по прямой дороге полуосевые шестерни давят на сателлиты, каждая со свойственной ей силой, причем правая шестерня стремится повернуть сателлит в одну сторону, а левая — в противоположную. Размеры шестерен подобраны таким образом, что эти силы компенсируют одна другую и под их действием, имеющим одно и то же направление, но приложенным к противоположным сторонам сателлита, последний не будет вращаться вокруг своей оси и будет являться как бы клином, соединяющим в одно целое полуосевые шестерни с коробкой сателлитов, а следовательно, и с ведомой шестерней главной передачи. Таким образом, в рассматриваемом случае обе полуосевые шестерни вращаются с той же скоростью, что и ведомая шестерня.

Если же, например на повороте, одно из колес будет испытывать большее или меньшее сопротивление, чем в выше рассмотренном случае, сателлит под действием большей силы давления одной из полуосевых шестерен повернется вокруг своей оси в направлении, противоположном ее вращению, и покатится по ее зубьям. По отношению к другой полуосевой шестерне сателлит повернется в направлении, совпадающем с направлением ее вращения. Поэтому скорость вращения первой из полуосевых шестерен уменьшается, а другой возрастает настолько, насколько уменьшается скорость вращения первой шестерни.

Таким образом, дифференциал позволяет сохранять передачу тягового усилия каждому из ведущих колес независимо от разницы длины пути, который проходит одно колесо относительно другого.

Дифференциал мотоцикла не позволяет передавать на один приводной вал усилие больше, чем это обусловлено отношением сателлитов и величиной полуосевых шестерен. Это исключает движение мотоцикла в случае попадания хотя бы одного колеса на скользкий участок дороги, когда наступит буксование одного колеса при неподвижном втором колесе. Чтобы предотвратить буксование, устанавливается муфта блокировки дифференциала.

Муфта блокировки 5 с помощью кулачков соединяет правую полуось вместе с коробкой сателлитов и этим исключает действие дифференциала. Включается муфта блокировки рычагом в тех случаях, когда колеса мотоцикла начинают буксовать.

Движение с блокированным дифференциалом ведет к снижению управляемости мотоцикла и его маневренной способности.

Глава XIV

ДОПОЛНИТЕЛЬНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ МОТОЦИКЛА

Грязевые щитки (крылья), подножки, подушки, седла и багажник являются дополнительным оборудованием мотоцикла.

Грязевые щитки

Грязевые щитки служат для защиты мотоцикла и водителя от брызг грязи и воды. Они изготовляются обычно из стали. Для гоночных мотоциклов щитки иногда изготовляются из дюралюминия.

Грязевые щитки располагаются по периферии переднего и заднего колес мотоцикла.

Передний грязевой щиток обычно крепится на подвижной части передней вилки. Он устанавливается относительно переднего колеса таким образом, чтобы расстояние от щитка до шины колеса было минимальным (не менее 10 мм) в нижней части колеса, т. е. сзади, и максимальным в передней части колеса. Такое расположение щитка надежно обеспечивает мотоцикл и водителя от брызг, забрасываемых передним колесом.

Однако как бы хорошо ни был расположен щиток, бывают такие дороги, на которых подсыхающая грязь начинает прилипать к нижней поверхности грязевого щитка. Заполняя все пространство между шиной и щитком, грязь, как говорят, «забивает» щиток настолько, что вращение колеса затормаживается. Чтобы предотвратить это, щиток выполняется определенного профиля и располагается концентрически. Заметим, что грязевые щитки с креплением к подрессоренной части вилки в меньшей степени подвержены забиванию грязью, чем щитки, прикрепленные к подвижным частям вилки.

Грязевой щиток заднего колеса по устройству мало отличается от щитка переднего колеса. Задняя часть щитка заднего колеса обычно выполняется съемной или откидной, на шарнире. Это облегчает монтаж заднего колеса при необходимости смены камеры, ремонте и т. п.

На рис. 154 показаны передний и задний щитки мотоцикла М-72.

Рис. 154. Грязевые щитки мотоцикла М-72.

На некоторых мотоциклах для защиты водителя от грязи, кроме грязевых щитков, в передней части рамы мотоцикла с правой и левой сторон устанавливаются брызговики.

Подножки

На современных мотоциклах для опоры ног мотоциклиста, а также и пассажира применяются круглые покрытые резиной подножки (рис. 155).

Рис. 155. Подножки для водителя и пассажира.

Подножка представляет собой металлический кронштейн или трубу. Подножек две: правая и левая. Крепление подножек к раме мотоцикла обеспечивается болтами и гайками. Иногда, как, например, на мотоцикле M1А, подножки выполняются в виде одного большого валика, концы которого выходят с правой и левой сторон мотоцикла. Подножки для пассажира аналогичны подножкам водителя и крепятся к нижним перьям задней вилки.

Седла, багажник и подставки

Для посадки водителя, а также пассажира служит седло. Конструкция седел мотоцикла бывает разнообразная, но принципиально следует различать седла двух типов — с мягким и жестким сиденьем.

Седло с мягким сиденьем (рис. 156) состоит из металлического каркаса, на котором натянуты спиральные пружины или резиновые жгуты.

Рис. 156. Седло с мягким сиденьем: а — каркас седла, б — седло (общий вид).

На эти пружины накладывается войлок, который снаружи покрывается кожей или заменителем кожи. На некоторых мотоциклах, например на мотоциклах М-72, покрышка седла выполняется из резины. В этом случае отпадает надобность в пружинах каркаса к конструкция такого седла значительно упрощается.

Седла с жестким сиденьем у нас не применяются.

Кроме седла, подвешенного к раме в трех точках, применяется седло, подвешенное к раме в одной точке.

Седло пассажира (рис. 157) мало отличается по конструкции от седла водителя.

Рис. 157. Седло пассажира: а — седло пассажира мотоцикла М1А; б — подушка для пассажира.

Обычно седло пассажира выполняется легкосъемным и снабжается ручкой, за которую пассажир может держаться. На мотоциклах иногда седло пассажира заменяется специальной подушкой (рис. 157, 6) из губчатой резины специальной формы. Снаружи подушка обивается заменителем кожи, который пришивается к рамке, прикрепляемой болтами к заднему грязевому щитку мотоцикла.

В сравнении с обычным седлом пассажира при такой подушке посадка пассажира получается ниже, тем самым обеспечивается снижение центра тяжести мотоцикла с водителем и пассажиром. Кроме того, такая подушка дает возможность легко пересаживаться на нее водителю для получения гоночной посадки.

На некоторых мотоциклах в настоящее время применяется двойная подушка удлиненной формы. Эта подушка служит как для посадки пассажира и водителя одновременно, так и для получения гоночной посадки водителя.

На всех советских мотоциклах серийного производства на верхней части щитка устанавливается багажник.

Иногда, особенно при движении на дальние расстояния, на мотоциклах к заднему колесу по обеим его сторонам могут прикрепляться брезентовые или кожаные переметные сумки для перевозки необходимого запаса продовольствия, клади и т. п.

Багажник (рис. 158) состоит из рамки с усилителями.

Рис. 158. Багажник мотоцикла М1А.

К обеим сторонам этой рамки приварены правая и левая штампованные стойки багажника. К багажнику крепится грязевой задний щиток.

Для установки мотоцикла-одиночки на месте во время стоянки служит подставка. Она устанавливается под переднее и заднее колеса или под центральную часть рамы мотоцикла. Обычно подставки выполняются в виде стальных (трубчатых или штампованных) откидных кронштейнов. Размер подставок обеспечивает некоторый подъем колеса от земли, что необходимо для облегчения монтажа колеса, его проверки и т. п.

Одна из подставок (задняя или центральная) является основной и откидывается с помощью пружины, удерживающей ее в поднятом положении. Подставка под переднее колесо, которой приходится пользоваться сравнительно редко, в поднятом положении закрепляется с помощью болтов.

Установка мотоцикла на подставку требует некоторых, иногда довольно значительных усилий, при этом водитель должен сойти с мотоцикла. Частые установки мотоцикла на подставку, в особенности тяжелого, могут сильно утомить водителя. Поэтому для мотоциклов-одиночек сравнительно часто применяется боковой откидной упор. Упор в откинутом положении является третьей опорной точкой мотоцикла.

Спидометры

Непременной принадлежностью оборудования современного мотоцикла является спидометр, показывающий пройденный мотоциклом километраж и скорость.

Мотоциклетные спидометры применяются двух типов: спидометр СП-8, показывающий скорость движения до 160 км/час; спидометр СП-19, показывающий скорость движения до 100 км/час.

Спидометр состоит из счетного и скоростного механизмов. Счетный механизм служит для измерения пути, пройденного мотоциклом, а скоростной механизм является указателем скорости движения.

Счетный механизм состоит из нескольких счетных барабанчиков, свободно установленных на общей оси. На ободе каждого барабанчика нанесено 10 цифр (от 0 до 9). Барабанчики закрываются шкалой, на которой имеется прямоугольная прорезь. Во время движения мотоцикла первый правый барабанчик прибора непрерывно вращается.

Передача движения от колеса к барабанчику рассчитана таким образом, что первый барабанчик за 10 км пройденного пути делает один полный оборот. Когда одна из цифр на его ободе, видимая через прорезь шкалы, сменится другой, т. е. барабанчик сделает 1/10 оборота, мотоцикл пройдет 1 км.

Между первым правым и соседним левым барабанчиком и далее между каждой последующей парой барабанчиков имеется передаточный механизм с передаточным числом 1:10.

Мотоциклетные спидометры обычно имеют пять барабанчиков.

Большинство современных спидометров снабжены магнитными скоростными механизмами.

Рис. 159. Схема устройства магнитного скоростного механизма спидометра: 1 — приводной валик; 2— магнит; 3 — картушка; 4 — кожух картушки (магнитный экран); 5 — спиральная пружинка; 6 — ось стрелки; 7 — циферблат; 8 — стрелка указателя скорости.

На приводном валике спидометра 1 (рис. 159) укрепляется постоянный магнит 2. Магнит, выполненный в виде кольца со шлицем, охватывается металлическим колпачком — картушкой 3. Картушка укреплена на оси 6, установленной в двух подшипниках. Картушка охватывается снаружи железным кожухом 4, являющимся магнитным экраном.

Силовые линии магнита, проходя через воздушный промежуток, рассеиваются. При вращении валика с магнитом в картушке возбуждается электрическая сила, величина которой пропорциональна скорости вращения постоянного магнита. Эта сила стремится вращать картушку в направлении вращения магнита. Для противодействия этой силе на оси 6 укрепляется спиральная пружинка 5, которая при вращении картушки закручивается и создает момент, величина которого пропорциональна углу закручивания. При постоянной скорости вращения магнита картушка останавливается, повернувшись на некоторый угол, величина которого пропорциональна числу оборотов магнита в единицу времени.

На ось картушки надевается стрелка 8, передвигающаяся по циферблату 7, шкала которого градуируется в единицах измерения скорости (км/час).

Устройство мотоциклетного спидометра СП-19 показано на рис. 160.

Рис. 160. Спидометр СП-19.

Движение от приводного валика к первому счетному барабанчику передается через три пары червячных шестерен с общим передаточным числом 1: 1000. У спидометра СП-8 приводной валик расположен под углом 40° к оси картушки. Такое расположение вызывается установкой этого спидометра в передней фаре мотоцикла. Привод спидометра осуществляется от одного из колес мотоцикла или от коробки передач с помощью гибкого вала, заключенного в оболочку.

Обслуживание спидометров заключается в своевременной смазке их вазелиновым маслом через 25 000 км пробега.

Для смазки у спидометра СП-8 имеется костяная крышка, которую надо вынуть с помощью отвертки. У спидометра СП-19 необходимо снять стекло, отвернуть с помощью отвертки два винта, расположенные в нижней части корпуса, и вынуть из корпуса весь механизм.

Смазываются места присоединения гибкого вала к спидометру и к приводному механизму.

Для защиты мотоциклиста от ветра и непогоды на руль мотоцикла устанавливается щиток, изготовленный из плексигласа или целлулоида. Такие же щитки устанавливаются на коляске для защиты пассажира.

Глава XV

СРЕДСТВА, ПОВЫШАЮЩИЕ ПРОХОДИМОСТЬ МОТОЦИКЛОВ

Для обеспечения движения по грязи, снегу и льду на мотоциклах применяется ряд приспособлений. Наиболее распространены следующие: специальные шины повышенной проходимости; цепи противоскольжения; шипы и различного вида грунтозацепы, смонтированные на колесо; лыжи.

Протектор покрышки повышенной проходимости выполняется в виде различного вида уступов, достигающих по высоте до 5 мм (рис. 161, а).

Рис. 161. Покрышка и типы рисунков на протекторе покрышки: а — покрышка с протектором повышенной проходимости; б — типы протекторного рисунка шин повышенной проходимости.

На протектор шины наносится рисунок «елка», «косой грунтозацеп», «рассеченная елка» или «прямой грунтозацеп» (рис. 161, б).

У протектора с рисунком «елка» имеются боковые ребра, сливающиеся с центральным ребром. Центральное ребро смягчает удары при качении шины по твердым дорогам, так как шина катится по дороге центральным ребром и вследствие этого уменьшается число чередующихся ударов.

Протектор с рисунком «косой грунтозацеп» обеспечивает надежное сцепление с дорогой. Протектор с рисунком «рассеченная елка» имеет ребра, разрезанные канавками на отдельные шашки, что повышает сцепление шины с поверхностью дороги.

Протекторы с рисунками «елка», «косой грунтозацеп» и «рассеченная елка» вследствие несимметричного строения рисунка должны устанавливаться на колесо в определенном направлении. Это направление обычно обозначается стрелкой, нанесенной на боковины покрышки.

Протекторы с рисунком «прямой грунтозацеп» монтируются на колесо в любом направлении.

Покрышки с протектором повышенной проходимости успешно применяются для движения и на твердых дорогах.

Весьма существенным является и то обстоятельство, что надежность мотоцикла при установке покрышек высокой проходимости не снижается, тогда как применение дополнительных средств (цепи, шипы и т. п.) значительно уменьшает надежность мотоцикла для движения по дорогам с твердым покрытием. В то же время дополнительные средства, особенно при движении по снегу и льду, значительно эффективнее, чем покрышки с протектором повышенной проходимости. Поэтому покрышки повышенной проходимости целесообразно применять летом, а также на мотоциклах, у которых другие средства повышения проходимости не могут быть применены.

Мотоциклы высокой проходимости с приводом на колесо коляски обычно снабжаются покрышками высокой проходимости с увеличенным профилем до 5–5,5". Благодаря увеличенному профилю удельное давление колеса на грунт при таких шинах по сравнению с обычными, имеющими профиль 3,50—4,00", значительно снижается. Пониженное удельное давление в сочетании с рисунком повышенной проходимости исключает для этого типа мотоциклов применение каких-либо других средств повышения проходимости.

Для увеличения проходимости мотоциклов в зимнее время рекомендуется на покрышки применять цепи противоскольжения, шипы и другие приспособления. Цепи противоскольжения (рис. 162) обеспечивают наибольшую проходимость по снежным дорогам.

Рис. 162. Колесо с цепью противоскольжения.

Цепь противоскольжения состоит из двух цепей, имеющих длину, несколько большую длины развернутого обода колеса. Эти цепи располагаются по обеим сторонам покрышки и соединяются между собой либо зигзагообразно, как это показано на рис. 162, либо поперек перемычками, состоящими из такой же цепи. Для установки цепи такой конструкции на колесо одна из сторон ее разъединяется с помощью какого-либо замка или просто болтика с гайкой.

Необходимо отметить, что проходимость колеса с такой цепью тем выше, чем меньше натянута эта цепь. К сожалению, размерность задних вилок, грязевых щитков и других деталей значительно ограничивает возможность применения такой цепи. На дорогах с твердым ледяным покровом такая цепь не дает сколько-нибудь значительного эффекта. Для таких дорог следует применять шипы.

Устройство шипов может быть самое разнообразное. Наибольшее распространение получили шипы конструкции Закревского (рис. 163).

Рис. 163. Шины Закревского.

Этот шип делается из стальной проволоки, изогнутой в виде латинской буквы S, концы которой отгибаются перпендикулярно плоскости изгиба и запиливаются на острие. Такие шипы в количестве от 30 до 40 штук прокалываются сквозь покрышку таким образом, что острие, т. е. самый шип, выходит наружу на 5–8 мм.

Покрышка с шипами конструкции Закревского сохраняет полностью амортизирующие свойства шины и обеспечивает надежное сцепление колеса с ледяной поверхностью дороги. Известны случаи движения по льду с колесами, имеющими такие шипы, со скоростью до 130 км/час.

Шипы и другие средства повышения проходимости должны устанавливаться как на ведущем (заднем), так и на направляющем (переднем) колесе мотоцикла.

Кроме шипов Закревского, применяются шипы и грунтозацепы других конструкций.

Устройство их показано на рис. 164.

Рис. 164. Приспособления, повышающие проходимость мотоцикла.

Для движения по снегу на мотоциклах иногда применяются специальные лыжи.

Отметим, что эти лыжи не повышают проходимость мотоцикла, так как сцепление колеса с дорогой при их установке не изменяется. Но лыжи обеспечивают устойчивость мотоцикла при движении по снегу, особенно на скользких участках пути. Они позволяют относительно безопасно сохранять высокую скорость движения и с хода проходить снежные заносы и другие препятствия.

Лыжи крепятся к раме мотоцикла под передним узлом рамы при помощи специального кронштейна. В этом кронштейне шарнирно установлены передние дуги лыж. Задние дуги шарнирно укреплены в кронштейнах, привернутых к задней вилке. К нижним концам передней и задней дуг шарнирно крепятся лыжи.

Лыжи выполняются из листовой стали. Для усиления обычно края лыж отбортовываются и к лыже приклепывается угловое железо, которое на нижней поверхности лыжи образует подрез.

Спиральные пружины, работающие на скручивание и установленные на передней и задней дугах, поворачивают их снизу вверх. Поэтому, если лыжа не нагружена, она не касается дороги и мотоцикл на лыжи не опирается. Такое положение лыж соответствует передвижению мотоцикла по дорогам с твердым, но не скользким покрытием. При нажиме на лыжу она соприкасается с грунтом и мотоцикл получает боковые точки опоры, давление на которые регулируется интенсивностью нажима. Нажимает водитель ногой.

На верхней плоскости лыжи обычно устанавливается подножка с козырьком, несколько защищающим обувь водителя от попадания снега.

Движение с применением лыж, хотя и не требует на скользких дорогах такого напряжения, как движение без лыж, тем не менее также утомительно, так как водитель должен все время опираться на лыжи ногами с некоторым усилием.

Большее практическое значение, чем повышение проходимости мотоцикла-одиночки с помощью лыж, имеет повышение проходимости мотоцикла с коляской при помощи лыжи, устанавливаемой под колесо коляски. Зимняя проселочная дорога обычно достаточно укатана для того, чтобы мотоцикл мог по этой дороге передвигаться не застревая. Но ширина такой дороги для мотоцикла с коляской по большей части является недостаточной. Вследствие этого колесо коляски не помещается на твердой накатанной части дороги, проваливается в снег и мотоцикл застревает. Чтобы избежать этого, применяют лыжу. Лыжа воспринимает на себя давление, приходящееся на колесо коляски, и, имея большую опорную поверхность, не проваливается в снег.

Лыжа устанавливается либо под колесо, либо под раму коляски. При установке лыжи под раму коляски (рис. 165) обеспечивается большая проходимость мотоцикла, чем при установке лыжи под колесо коляски.

Рис. 165. Лыжа, установленная под раму коляски мотоцикла М-72.

Это объясняется тем, что в первом случае лыжа движется по более твердой части дороги, чем во втором случае, так как она удалена от наезженной части. Кроме того, лыжа, установленная под раму коляски, крепится на уровне обода колеса или даже несколько выше, что предохраняет мотоцикл от дополнительного сопротивления при движении по твердой дороге.

Глава XVI

ОСНОВНЫЕ НАВЫКИ УПРАВЛЕНИЯ МОТОЦИКЛОМ

Прежде чем приступить к управлению мотоциклом, надо хорошо изучить правила действия его органами управления. С этой целью рекомендуется пользоваться мотоциклом, установленным на подставке, т. е. с поднятым задним колесом.

Изучив расположение, название и назначение органов управления, можно приступить к опробованию этих органов при работающем двигателе и запуску двигателя.

Убедившись в том, что мотоцикл заправлен горючим и маслом, а коробка передач выключена, т. е. рычаг переключения находится в нейтральном положении, надо проверить, не разряжена ли аккумуляторная батарея. Для этого необходимо включить ключ зажигания и, удостоверившись, что красная лампочка в верхней части корпуса фары (а у мотоциклов ИЖ-350 и К-125 — в верхней части корпуса коробки электроприборов) накаливается, выключить зажигание. Далее следует проверить поступление горючего в поплавковую камеру карбюратора. Для этого необходимо открыть краник и нажать на кнопку утопителя поплавковой камеры карбюратора. Не рекомендуется сильно нажимать на кнопку утопителя несколько раз. Это никакой пользы не принесет и может привести к повреждению поплавка. Следует слегка, не до отказа нажать на кнопку утопителя и спокойно ждать момента появления горючего сверху поплавковой камеры. Как только появится горючее, надо немедленно отпустить кнопку утопителя. Переполнение горючим поплавковой камеры не приносит никакой пользы и ведет только к перерасходованию горючего.

Проверив подачу горючего, надо еще раз проверить состояние органов управления. После этого можно приступить непосредственно к подготовке запуска двигателя. Эта подготовка заключается в том, что рабочее пространство цилиндра заполняется горючей смесью обогащенного состава. С этой целью, прикрыв воздушную заслонку воздухоочистителя или воздушный корректор карбюратора и незначительно приоткрыв дроссельную заслонку карбюратора (ручку газа несколько повернуть на себя), надо три — четыре раза без резкого нажима на пусковую педаль повернуть коленчатый вал двигателя. После этого следует еще раз нажать на утопитель поплавковой камеры карбюратора. Наполнив поплавковую камеру, проверить открытие дроссельной заслонки карбюратора (если есть рычаг опережения зажигания, установить его, несколько не доходя до среднего положения, передвигая из позднего положения), несколько приоткрыть воздушную заслонку воздухоочистителя и, быстро, но не резко нажав на пусковую педаль, запустить двигатель. Если двигатель не запустился, надо попробовать сделать это еще раз. Обычно технически исправный двигатель запустится не более чем со второго или с третьего раза. Как только двигатель начал работать, следует увеличить число оборотов несколько больше малых (дроссельная заслонка приоткрыта) и на этих оборотах дать двигателю прогреться. По мере прогрева двигателя рекомендуется постепенно открывать воздушную заслонку воздухоочистителя.

Для приобретения соответствующих навыков при первоначальном обучении запуск двигателя следует повторить несколько раз, причем при повторных запусках по мере нагрева двигателя в меньшей степени обогащать рабочую смесь.

Надо освоить также правила остановки двигателя. Для этой цели следует выключать зажигание; у мотоциклов ИЖ-350, М1А и К-125, кроме того, двигатель можно остановить, приведя в действие декомпрессор. Последний способ предпочтительней, так как при открытии декомпрессора происходит некоторая очистка цилиндра.

Если двигатель остановлен с помощью декомпрессора, надо не забыть выключить зажигание, чтобы не вызвать разрядку аккумуляторной батареи и не повредить обмотку катушки зажигания.

Усвоив правила запуска и остановки двигателя, можно начинать учиться управлять мотоциклом. С этой целью надо сесть в седло мотоцикла, установленного на подставке, двигатель которого работает. Поставить ноги на подножки, положить руки на руль и, не изменяя положения ручки газа, левой рукой нажать на рычаг сцепления. Выжав сцепление, надо левой ногой включить первую передачу и, слегка поворачивая ручку газа на себя, постепенно отпустить рычаг сцепления (так как мотоцикл установлен на подставку, то трогания с места не произойдет). Дальнейшие операции особенно целесообразно проводить, наблюдая за показаниями стрелки спидометра.

Набрав на первой передаче число оборотов коленчатого вала двигателя, соответствующее показанию спидометра 10–15 км/час, надо включить вторую передачу. Для этого следует быстро нажать на рычаг сцепления, одновременно прикрыть газ, включить левой ногой вторую передачу и, отпуская рычаг сцепления несколько быстрее, чем в первом случае, прибавить газ, чтобы получить показание спидометра 20–25 км/час. После этого, действуя совершенно аналогичным образом, перейти на третью передачу и далее на четвертую.

Условия этого упражнения будут значительно отличаться от действительных условий движения, тем не менее для приобретения первоначальных навыков эти упражнения чрезвычайно полезны. Чистота отработки упражнения должна быть безупречной.

Когда приемы трогания с места и правила переключения передач на высшие полностью отработаны, можно переходить к изучению правил обратного переключения, т. е. с высших передач на низшие.

Если обучающийся выполняет это упражнение без инструктора, то ему следует быть особенно осторожным, чтобы не допустить перегрева двигателя, который при работе мотоцикла на подставке (т. е. на месте) охлаждается неудовлетворительно. Поэтому не следует давать двигателю работать на подставке более 5–8 минут.

После того как первоначальные навыки в управлении мотоциклом освоены, можно переходить непосредственно к движению по дороге.

Правила обучения водителей мотоциклов на дорогах строго регламентированы в специальной литературе и в данной книге на них останавливаться нет необходимости. Однако отметим, что при обучении мотоциклист должен усвоить следующие основные правила: как можно реже тормозить, избегать резких ускорений, уметь пользоваться опережением зажигания (на тех мотоциклах, где оно имеет ручное управление).

Следует также отметить, что момент, когда мотоциклист приступает к самостоятельному управлению мотоциклом, является очень важным для мотоциклиста, в этот период могут быть тяжелые аварии. Объясняется это тем, что мотоциклист знает те условия, в которых он обучался управлению, однако он еще не имеет достаточного опыта и не изучил всех особенностей движения на мотоцикле. Движение на мотоцикле во всех условиях возможно только после длительной практики. Поэтому «молодой» мотоциклист должен все время совершенствовать свои навыки в вождении, стараться ездить в любых условиях и в любой обстановке, сохраняя при этом исключительную осторожность и не переоценивая своих возможностей. Особенно хорошей школой для мотоциклиста является движение по проселочным дорогам и бездорожью. В этих условиях необходимо придерживаться следующих основных правил: стараться сохранять наивысшую скорость движения, научиться объезжать ухабы и другие неровности, вызывающие толчки, переключать передачи коробки передач до препятствия, не переключать их при прохождении препятствия или после него, так как в этом случае можно застрять при прохождении препятствия или значительно потерять скорость движения.

При прохождении песчаных участков надо выбирать передачу, обеспечивающую движение с наиболее высокой скоростью при большом запасе мощности. На этих участках следует избегать снижения скорости движения и, твердо удерживая руль, не спускать ног с подножек, препятствуя корпусом и отчасти рулем заносу колес мотоцикла.

Колеи следует пересекать с хода по возможности под наибольшим углом.

На скользких участках дороги надо тормозить, не выключай сцепления и не сбрасывая резко газ.

Подъем рекомендуется преодолевать на заранее выбранной передаче, не допуская переключения на самом подъеме. Если подъем не может быть преодолен и мотоцикл начинает сползать, надо остановить двигатель, повернуть руль мотоцикла влево и, передвинувшись вниз, расположить мотоцикл поперек подъема, повалив его на левую сторону и находясь сверху мотоцикла. Если мотоцикл и после этого продолжает сползать вниз, удерживать его следует сверху.

При преодолении водного препятствия вброд заранее точно наметить себе маршрут в воде и место выезда. Необходимо предварительно проверить глубину брода. В воде нужно двигаться с большим числом оборотов коленчатого вала двигателя, но медленно, для чего рекомендуется пробуксовка сцепления. После прохождения середины брода скорость движения постепенно надо увеличивать, доведя ее до наиболее возможной в этих условиях при выезде на берег. При таком способе преодоления брода двигатель предохраняется от попадания в него воды и обеспечивается возможность набрать инерцию при выезде на берег.

При застревании мотоцикла в грязи или снегу надо сойти с мотоцикла и, не останавливая двигатель и не выключая передачи, помочь мотоциклу преодолеть препятствие.

Если мотоцикл попал в яму или свалился с дороги в глубокий снег и поднять его невозможно, надо затащить на твердое место сначала перёд мотоцикла, а затем вытащить и заднюю часть, после чего поставить его на колеса.

При движении мотоцикла с коляской в трудных условиях пути значительную роль играет не только водитель мотоцикла, но и пассажир в коляске. Пассажир, на поворотах перемещая свой корпус вправо или влево, предотвращает опрокидывание мотоцикла. При застревании мотоцикла в грязи пассажир помогает мотоциклу преодолевать препятствия, подталкивая мотоцикл. В трудных условиях пути он пересаживается на заднее колесо, разгружая таким образом колесо коляски.

Глава XVII

ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБСЛУЖИВАНИЕ МОТОЦИКЛОВ

Обслуживание мотоциклов

Техническое обслуживание мотоциклов заключается в выполнении определенных работ по уходу за мотоциклами.

Техническое обслуживание должно обеспечивать постоянную техническую готовность мотоцикла, безопасность движения, устранение причин, вызывающих преждевременный износ, неисправности и поломки, минимальный расход горючего и т. п.

Основными работами по техническому обслуживанию мотоцикла является следующее: чистка и мойка; проверка технического состояния механизмов; крепежные работы; регулировочные работы; замена износившихся или поломанных мелких деталей или нормалей; определение возможности дальнейшей эксплуатации мотоцикла или требуемого ремонта; заправка горючим; смазка.

Техническое обслуживание мотоцикла является планово-предупредительным, т. е. мотоцикл, находящийся в эксплуатации, подвергается определенным мероприятиям независимо от своего технического состояния, а в зависимости от пройденного километража.

Техническое обслуживание мотоциклов в зависимости от сроков его проведения и объема работ подразделяется на контрольный осмотр, техническое обслуживание № 1, техническое обслуживание № 2, техническое обслуживание № 3.

Контрольный осмотр производится перед каждым выездом и во время коротких остановок в пути; продолжительность его 10–15 минут. При этом проверяется: количество горючего в баке; подача горючего в карбюратор; нет ли подтекания горючего и масла; действие органов управления; состояние болтов и шарнирных соединений (крепления осей колес, переднего щитка, вращающейся ручки управления дроссельным золотником карбюратора, болтовых креплений багажника, седла и щитка заднего колеса; у мотоциклов с коляской, кроме того, проверяется состояние узлов соединения коляски с рамой мотоцикла); давление в шинах; крепление электропроводки; действие освещения и сигнала; крепление номерного знака; отсутствие попадания в рисунок протектора шин камней и других предметов.

Техническое обслуживание № 1 производится после рабочего дня, (выезда) мотоцикла, продолжительность его до двух часов. При этом необходимо: заправить бак горючим, а двигатель маслом (при двухтактном двигателе эти операции совмещаются); очистить мотоцикл от грязи, снега или пыли и вымыть его; проверить крепление передней вилки в головке рамы, исправность амортизаторов передней вилки и задней подвески; проверить состояние шин и давление в них; проверить крепления цилиндров и их головок; крепление карбюратора, выпускных труб, глушителей, крепление и состояние аккумуляторной батареи; генератора, сигнала, прерывателя, фары и проводов; проверить действие сигнала и освещения, затяжку болтов и гаек крепления двигателя и коробки передач, действие механизма сцепления (отрегулировать свободный ход); крепление грязевых щитков, седел, подставок и подножек; проверить натяжение и состояние спиц колес, исправность пружин задней подвески, состояние рамы мотоцикла (коляски), действие рычагов и педалей управления; убедиться, нет ли подтекания масла и горючего, проверить натяжение цепи, работу двигателя и тормозов (па ходу мотоцикла), наличие и состояние укладки инструмента и запасных частей (в случае надобности).

На мотоцикле с коляской, кроме перечисленного, следует проверить состояние узлов крепления коляски к раме мотоцикла, крепление рессор к раме и кузову коляски, крепление запасного колеса, щитка колеса и оси колеса.

В случае применения ветровых щитков необходимо их тщательно промыть чистой водой и протереть чистой мягкой тряпкой или замшей.

Техническое обслуживание № 2 производится через каждые 1000 км пробега, продолжительность его около четырех часов. При техническом обслуживании № 2, кроме мероприятий, проводимых при техническом обслуживании № 1, необходимо: проверить действие ножного переключения коробки передач и при необходимости произвести соответствующую регулировку; промыть карбюратор, очистить от грязи топливный фильтр отстойника топливного краника, а бензопроводы снять и продуть с помощью насоса для шин; снять аккумуляторную батарею, очистить ее снаружи и под крышкой от пыли и грязи, проверить плотность и уровень электролита и в случае надобности долить дистиллированной водой; если обнаружена неисправность или слабая зарядка, аккумуляторную батарею следует сдать на зарядную станцию; очистить от нагара запальные свечи и проверить величину зазора между электродами; проверить и в случае необходимости отрегулировать величину зазора между контактами прерывателя; проверить зазоры между стержнями клапанов и толкателями; запустить двигатель и проверить работу карбюратора (при двух карбюраторах проверить равномерность их работы); проверить уровень масла в коробке передач, редукторе задней передачи, амортизаторах и воздухоочистителе, при необходимости масло долить; смазать ручку управления газом (дроссельной заслонкой), тросы управления, ось рычага ножного переключения передач, подвески заднего колеса, оси рычагов тормоза переднего и заднего колес, оси рычагов сцепления, шарниры переднего и заднего седел.

На мотоциклах с коляской смазать башмаки рессор коляски и подшипник торсионного валика подвески колеса. На мотоциклах с параллелограммной передней вилкой необходимо смазать шарниры.

Техническое обслуживание № 3 производится через каждые 2000 км пробега, продолжительность его 6 часов. При техническом обслуживании № 3 необходимо выполнить следующее.

Очистить мотоцикл от пыли и грязи.

Проверить: крепление передней вилки к головке рамы, состояние амортизаторов, исправность пружин передней вилки и задней подвески, состояние колес и шин, состояние тормозов (очистить тормозные колодки и рабочую поверхность тормозных барабанов, изношенные тормозные накладки заменить новыми), крепление, состояние и степень затяжки резьбовых соединений картера, цилиндров, головок их, выпускных труб, глушителей, состояние контактов прерывателя (контакты очистить и отрегулировать зазор), состояние рамы мотоцикла (коляски), состояние и крепление шарниров передней вилки параллелограммного типа. У мотоциклов с коляской проверить состояние узлов крепления коляски к раме мотоцикла, крепление рессор.

Промыть воздухоочиститель карбюратора и заменить в нем масло.

Отрегулировать зазор между стержнями клапанов и толкателями. У двухтактных двигателей снять головку цилиндра и выпускной патрубок и очистить нагар.

Разобрать карбюратор, промыть, продуть насосом каналы и жиклеры, собрать карбюратор.

Очистить от грязи коллектор генератора и проверить состояние щеток и их пружины. Проверить состояние контактов сигнала, при обгорании зачистить их надфилем. Удалить пыль с рефлектора фары, протереть рассеиватель и проверить крепление и состояние ламп в фаре и фонарях мотоцикла.

Подтянуть подшипники рулевой колонки. Отрегулировать тормоза и сцепление. Проверить аккумуляторную батарею (см. техническое обслуживание № 2).

Очистить от нагара запальные свечи и проверить величину зазора между электродами. Запустить двигатель и проверить работу карбюратора, регулировку и действие тормозов во время движения мотоцикла.

Проверить наличие и состояние запасных частей и инструмента. Подтянуть болты крепления грязевых щитков, седел, руля, подножек и подставок, болты и гайки крепления двигателя и коробки передач, проверить крепление рычага переключения.

Заменить масло в двигателе. Проверить уровень масла в коробке передач и редукторе задней передачи, при необходимости долить. Смазать ручку управления дроссельным золотником и рычаг зажигания, тросы управления, шарниры переднего и заднего седел, шарниры тяг и оси тормозов, шарниры рычага выжима сцепления, ось рычагов ножного (и ручного) механизма переключения передач, подвески заднего колеса. Снять, промыть и проварить в густой смазке цепь главной передачи. Смазать ступицы колес.

Поменять местами шины переднего и заднего колес (на мотоцикле с взаимозаменяемыми колесами поменять колеса).

На мотоцикле с коляской дополнительно: смазать башмаки рессор коляски, проверить угол развала мотоцикла и схождения колес, проверить крепление болтов кузова, соединительных тяг и хомутов, через каждые 2000 км пробега менять заднее колесо с колесом коляски, затем заднее с передним и т. д.

Подробные указания по срокам смазки, замене масла в механизмах мотоциклов приведены в заводских инструкциях применительно к особенностям устройства каждого мотоцикла.

Обкатка нового мотоцикла

Как бы хорошо ни были изготовлены детали мотоцикла, поверхности их не бывают идеально ровными, на них остаются значительные неровности, риски и т. п. Во время обкатки трущиеся поверхности деталей мотоцикла должны быть как можно лучше приработаны.

Отметим, что обкатка мотоцикла должна производиться с соблюдением режима, указанного в заводских инструкциях.

Все мотоциклы, за исключением мотоциклов М1А и К-125, снабжены ограничителями подъема дроссельных заслонок, предотвращающими перегрузку двигателя при обкатке. Необходимо точно соблюдать правила, установленные заводом-изготовителем в отношении изменения длины этих ограничителей и их удаления в зависимости от пройденного километража. Однако следует помнить, что ограничители не могут полностью обеспечить сохранность трущихся деталей мотоцикла в обкаточный период, несоблюдение режима обкатки влечет порчу мотоцикла и при наличии этих ограничителей.

Основными правилами, которые необходимо соблюдать при обкатке, являются следующие:

1) как можно меньше нагружать мотоцикл;

2) не превышать скорости движения, установленной заводской инструкцией на период обкатки;

3) не допускать повышенного нагрева двигателя мотоцикла;

4) как можно чаще останавливать мотоцикл для устранения замеченных неполадок.

Особенную осторожность надо соблюдать в течение первых 500 км обкатки. В этот период следует избегать движения на постоянной хотя бы и невысокой скорости. Рекомендуется двигаться с небольшими разгонами и затем применять движение накатом, чаще останавливать мотоцикл, останавливать двигатель, чтобы дать ему остыть, после чего продолжать движение.

По мере приближения конца обкатки нагрузку на мотоцикл следует повышать постепенно.

Обкатка в зависимости от класса, конструкции и качества изготовления мотоцикла длится от 1000 до 2000 км, но нельзя считать, что после обкатки все детали мотоцикла уже полностью приработались. Поэтому по окончании обкатки не следует полностью нагружать мотоцикл на длительное время как по скорости движения, так и по величине перевозимых грузов.

Если появились признаки ненормальной работы, например перебои, шум и т. п., надо немедленно отыскать причину этого и устранить ее.

Смазка ходовой части мотоцикла

Для смазки трущихся деталей и узлов ходовой части мотоцикла применяются: смазочные масла и консистентные смазки.

Для смазки ходовой части мотоцикла употребляются те же смазочные масла, что и для двигателя.

В качестве консистентных смазок применяются универсальные смазки УС-1, УС-2 и УС-3 (т. е. жировые солидолы).

Смазка не должна вызывать коррозии трущихся поверхностей.

Для подведения смазки к местам трения ходовой части мотоцикла применяются шприцы и масленки.

Ручные шприцы развивают большое давление, достигающее 200–250 ат. Обычно этого давления бывает достаточно, чтобы как следует промазать узел. Тем не менее, если смазка давно не производилась и канал масленки или зазоры смазываемого узла забиты грязью или продуктами трения, то этого давления оказывается недостаточно и смазка в масленку не проходит, а выходит через соединения масленки со шприцем. Чтобы предотвратить выход смазки, место соединения масленки с наконечником шприца уплотняется различными материалами.

Детали ходовой части мотоцикла следует смазывать в сроки, предусмотренные заводской инструкцией.

При движении по мокрым дорогам узлы смазки, которые подвергаются непосредственному воздействию брызг, следует промазывать после каждого выезда, так как консистентные смазки до известной степени разбавляются водой и образуют с ней эмульсию. Следует помнить, что летом нужно применять летние сорта смазки, зимой — зимние сорта.

Для смазки редуктора главной передачи мотоциклов с карданной трансмиссией в летнее время применяется масло трансмиссионное автотракторное. Это — густое при нормальной температуре масло с температурой застывания от -2 до -15 °C. Зимой его применять не следует.

Для смазки редуктора задней передачи мотоцикла М-72 в зимний период необходимо применять масло, используемое для смазки двигателя, средней вязкости (автол 10) или автомобильные масла АСп-9,5.

Глава XVIII

НЕИСПРАВНОСТИ МОТОЦИКЛОВ И ИХ УСТРАНЕНИЕ

Основные неисправности мотоциклов

Во время эксплуатации мотоцикла в работе его механизмов могут возникнуть неисправности, препятствующие его запуску, нормальной работе или даже вызывающие его полную остановку. Тщательный уход за мотоциклом, наблюдение за его работой и своевременное проведение технического обслуживания предотвращают возникновение неисправностей. Водитель должен уметь разбираться в причинах возникновения неисправностей, находить и устранять их.

Наиболее часто возникают неисправности в системах питания, зажигания и освещения, реже — в силовой передаче, органах управления и ходовой части.

Повреждение шин, как правило, нельзя предвидеть заранее. Это повреждение может быть не связано ни с состоянием шин, ни с их качеством. Понятно, что это не относится к случаям движения на изношенных или не накачанных должным образом шинах. При этом повреждение шин неизбежно и от случайностей не зависит.

Здесь будут рассмотрены не все неисправности, которые могут возникнуть в мотоцикле и его механизмах, а лишь наиболее часто встречающиеся, типичные.

Двигатель не запускается. Если ключ зажигания вставлен до отказа и контрольная лампа не горит, причинами этого могут быть: отсутствие напряжения на зажимах аккумуляторной батареи (разряжена батарея), обрыв или неисправность электропроводки или замка зажигания.

Если контрольная лампа горит, но нет искры на контактах свечи, следует отъединить провод высокого напряжения от свечи и проверить искру на конце провода (или его наконечника). Для этого необходимо при помощи отвертки соединить конец провода с массой так, чтобы между ними был зазор 3–4 мм. Если искры нет, заменить свечу новой. Отсутствие искры на наконечнике провода указывает на неисправность системы электрооборудования.

Наиболее часто встречающимися неисправностями системы зажигания являются: отсутствие зазора между контактами прерывателя (отрегулировать зазор); пригорание контактов прерывателя (зачистить контакты); повреждение молоточка прерывателя, его пятки или обрыв провода, расположенного внутри прерывателя (отремонтировать или заменить прерыватель новым); пробит конденсатор (неисправный заменить новым); неисправность катушки зажигания (неисправную заменить новой).

Если зажигание в порядке, а двигатель все же не запускается, следует искать неисправность в системе питания. Наличие горючего в карбюраторе легко проверить, нажав на утопительную кнопку поплавка. Если краник открыт, отверстие в крышке бака не засорено, а подачи горючего нет, надо снять бензопровод и продуть его насосом. Продувать краны не следует, так как грязь, скопившаяся в отверстии и в фильтре, при этом попадет внутрь бака и в дальнейшем это вызовет неисправность в системе. Для прочистки краника следует отвернуть его отстойник, тщательно удалить из него грязь и прочистить сетчатый фильтр. После этого, открыв на мгновение краник, проверить, поступает ли через него горючее. Если подачи горючего нет, зажать одно из отверстий в теле краника пальцем, а второе продувать с помощью насоса до тех пор, пока горючее не будет поступать нормально.

При сборке отстойника надо быть осторожным, так как цинковый сплав, из которого отлит корпус краника, весьма хрупок и в случае применения излишнего усилия при завертывании отстойника корпус ломается. После того как бензопровод установлен на место, надо вновь проверить подачу горючего в карбюратор. При наличии горючего в поплавковой камере двигатель редко не запускается. Если при исправном зажигании это имеет место, надо разобрать карбюратор, прочистить его и продуть жиклеры (нельзя прочищать жиклеры проволокой, так как этим легко нарушить их калибровку.) Наиболее часто препятствует запуску двигателя не засорение жиклеров, а чрезмерное обогащение смеси, возникающее при неумелом запуске двигателя на тяжелом бензине. Признаками чрезмерного обогащения смеси являются конденсация паров горючего на контактах свечи и подтекание в соединениях выпускной трубы.

Для устранения чрезмерного обогащения смеси у четырехтактных двигателей следует вывернуть свечу из цилиндра и, нажимая на пусковой рычаг 5—10 раз, продуть цилиндр. После этого ввернуть свечу и продолжать запуск. При этом дроссельная заслонка должна быть полностью открыта или находиться близко к положению полного открытия. Для устранения чрезмерного обогащения смеси у двухтактного двигателя надо вывернуть спускную пробку картера и выпустить из него скопившееся горючее. После этого при нажатом декомпрессоре продуть двигатель, поворачивая коленчатый вал пусковым рычагом.

Двигатель останавливается. Остановка двигателя сопровождается чиханием в карбюраторе или выстрелами в глушителе. Чихание в карбюраторе указывает на недостаток горючего (бедную смесь), что может являться следствием израсходования горючего, засорения бензопровода, жиклеров, отстойника и фильтра краника или отверстия для воздуха в пробке бака. Проверка системы питания в этом случае, а также способы устранения этой неисправности изложены выше.

Появление выстрелов в глушителе указывает на чрезмерное обогащение смеси. Обычно признаком обогащения смеси является плохой разгон двигателя при прикрытых дроссельных золотниках, работа с перебоями. Двухтактные двигатели при обогащении смеси начинают работать в четыре такта, т. е. через такт. Если все было исправно и регулировка карбюратора не нарушалась, то обычно обогащение смеси бывает вызвано течью поплавка карбюратора, попаданием грязи на притертые поверхности запорной иглы поплавковой камеры, вследствие чего запорная игла плохо перекрывает отверстие в поплавковой камере. Наличие горючего внутри поплавка легко обнаружить, встряхнув его. Значительно труднее обнаружить место течи. Для этого поплавок надо погрузить в стеклянную посуду (для удобства наблюдения) с горячей водой. Под влиянием нагревания воздух, находящийся внутри поплавка, будет расширяться и, поступая через отверстие в поплавке, через воду в виде пузырьков, будет указывать на течь. Также довольно затруднительно удалить горючее, находящееся внутри поплавка. Для этого приходится расширять отверстие, через которое поступило горючее в поплавок. После того как горючее удалено, следует запаять отверстие. Запаивая поплавок, надо следить за тем, чтобы вес его не изменился.

Причиной остановки двигателя при исправной системе питания могут быть неисправности в системе зажигания. О способах отыскания и правилах устранения этих неисправностей говорилось выше.

Перегрев двигателя. Перегрев двигателя сопровождается потерей его мощности, появлением запаха горелого масла, повышенным нагревом выпускных труб.

Если двигатель был хорошо приработан (у неприработанного двигателя перегрев может наступить при полной исправности вследствие неумелого обращения), то признаками перегрева могут быть недостаток масла, бедная или богатая смесь или плохое качество горючего (не тот сорт), неправильная установка зажигания, загрязнение цилиндров двигателя, препятствующее нормальному охлаждению, возникновение повышенных потерь в трансмиссии (обычно вследствие чрезмерного натяжения цепей или заедания тормозов). Кроме того, двигатель может быть перегрет при злоупотреблении движением на низших передачах или длительной работе двигателя на месте.

Перегрев мотоциклетного двигателя может привести к полному выходу двигателя из строя вследствие заедания, поломки поршневых колец, подшипников и т. п.

При работающем двигателе мотоцикл не трогается с места. Если двигатель исправно работает, но при приведении в действие механизмов управления мотоцикл не двигается, это указывает на неисправность трансмиссии. Причинами неисправности в этих случаях обычно бывают: сильное буксование сцепления, обрыв одной из цепей трансмиссии, поломка зубьев шестерен коробки передач.

Неисправности механизма сцепления описаны в разделе «Сцепление».

Обрыв цепей трансмиссии легко обнаруживается при непосредственном наблюдении.

Поломку зубьев и кулачков шестерен и муфт карданной передачи можно определить по шуму. Часто поломка зубьев приводит к заклиниванию шестерен коробки передач.

Невозможность провернуть двигатель. Невозможность провернуть двигатель может быть следствием заедания поршня в цилиндре или поломки пускового механизма, а также заклинивания шестерен коробки передач. Для определения причины следует сделать попытку провернуть двигатель при выключенном механизме сцепления (для мотоциклов M1А и ИЖ-350 не применимо). Если пусковой механизм легко проворачивается, значит, причину следует искать в двигателе. В противном случае неисправности следует искать в пусковом механизме и коробке передач.

Мотоцикл плохо «тянет». Если мотоцикл плохо «тянет», т. е. не развивает нужную скорость, с трудом берет подъемы, плохо разгоняется, то причинами этого могут быть неисправность или естественный износ двигателя, а также повышенные потери мощности в трансмиссии мотоцикла.

Неисправность двигателя выражается в том, что он не развивает необходимой мощности. Причинами этого обычно бывают бедная или богатая смесь и перебои в работе двигателя вследствие неисправности свечи, загрязнения или обгорания контактов прерывателя, неисправности распределителя тока (мотоцикла М-72), повреждение прокладки между цилиндром и его головкой, неудовлетворительная регулировка зазоров между толкателем и стержнем клапана. Кроме того, снижение мощности двигателя может быть вызвано повышенным нагарообразованием, особенно у двухтактных двигателей.

Повышенные потери мощности в трансмиссии мотоцикла могут быть вызваны трением тормозных колодок о барабан вследствие заедания в деталях тормозной системы, а также слишком большого натяжения цепи.

Кроме этих неисправностей, сравнительно часто встречаются следующие: туго вращается ручка управления дроссельной заслонкой карбюратора вследствие заедания троса, повреждения его оболочки, обрыва отдельных жил троса, загрязнения или заржавления троса; стук передней вилки вследствие большого люфта в подшипниках рулевой колонки или износа шарнирных соединений.

На мотоциклах с телескопической передней вилкой стук в передней вилке может быть вызван недостатком масла в амортизаторах.

Ремонт мотоцикла

В результате естественного износа или вследствие каких-либо повреждений деталей и механизмов мотоцикла техническое состояние его может настолько ухудшиться, что для дальнейшего поддержания его в исправности средства технического обслуживания могут оказаться недостаточными. В этом случае понадобится ремонт мотоцикла.

Величина межремонтного пробега мотоцикла зависит не только от выполнения всех правил технического обслуживания, нс и от условий эксплуатации. Заводы, выпускающие мотоциклы, гарантируют километраж работы мотоцикла, в период прохождения которого при правильной эксплуатации и надлежащем техническом обслуживании мотоцикл в целом и отдельные его механизмы не должны иметь повреждений. Замену деталей, вышедших из строя в этот период, устранение неисправностей заводы производят за свой счет.

В соответствии со стандартами и техническими условиями установлена следующая гарантия: мотоцикл М-72 с коляской — 15 000 км, мотоцикл ИЖ-350 и ИЖ-49 — 10 000 км, мотоциклы M1А и К-125 — 6000 км.

Большинство заводов оговаривает, кроме километража, и срок действия гарантии, независимо от того, находится мотоцикл в эксплуатации или нет.

Потребность в ремонте мотоцикла (за исключением аварийных случаев) выявляется обычно во время технического обслуживания. Однако сроки межремонтного пробега следует планировать заранее и не допускать такого состояния мотоцикла, при котором на нем нельзя ехать.

Ремонт мотоцикла разделяется на следующие основные виды: текущий, средний и капитальный.

Текущий ремонт производится без разборки главнейших узлов и механизмов мотоцикла. Он заключается в замене мелких деталей или механизмов (например, сигнала, спидометра и т. п.), вышедших из строя в результате естественного износа, несвоевременного обслуживания или повреждения.

При среднем ремонте мотоцикла производится частичная разборка таких важных узлов, как двигатель, коробка передач и передняя вилка, и ремонт этих узлов или замена деталей, их составляющих.

Капитальный ремонт состоит в полной разборке всего мотоцикла и восстановлении его важнейших узлов (двигателя, коробки передач, передней вилки, колес и т. д.). Во время капитального ремонта предусматривается восстановление цилиндров расточкой на новый увеличенный размер, установка поршней, колец и поршневых пальцев увеличенного размера по сравнению со стандартными (ремонтными) размерами.

Текущий ремонт мотоцикла производится обычно водителем, ремонт других видов, как правило, выполняется в специальных мастерских или на ремонтных заводах.

Необходимость сдачи мотоцикла в средний или капитальный ремонт должна быть подтверждена соответствующим актом.

Следует помнить, что мотоциклы должны иметь хороший внешний вид. Технически исправные мотоциклы, но имеющие неудовлетворительный внешний вид (неокрашенные поверхности, царапины, пятна и т. п.), не допускаются к эксплуатации.

ИСПОЛЬЗОВАННАЯ ЛИТЕРАТУРА

Поздняков М. А., Карзинкин С. И., Мотоцикл М-72, Машгиз, 1951 г.

Мотоцикл M1А «Москва», заводская инструкция.

Мотоцикл M1А «Москва», каталог запасных частей.

Мотоцикл М-72, заводская инструкция.

Карзинкин С. И., Козлов Л. А. и др., Мотоциклы М1А и К-125. подготовка к спортивным соревнованиям, Редиздат ДОСАРМ, 1950 г.

Серов А. и Швайковский В., Мотоциклы, изд. ДОСАРМ, 1949 г.

Иерусалимский А. М., Теория, конструкция и расчет мотоцикла, Машгиз, 1947 г.

Иерусалимский А. М., Мотоцикл, Машгиз, 1946 г.

Иерусалимский А. М., Иванов А. А., Бекман В. В., Мотоциклетный справочник, Машгиз, 1941 г.

Карягин А. В. и Соловьев Г. М., Устройство и эксплуатация автомобиля, Воениздат, 1954 г.

Мотоцикл Л-8, заводская инструкция.

Малаховский Я. Э. и Зубков Л. В., Атлас конструкций советских мотоциклов, Машгиз, 1950 г.

Журнал «Автомобиль», 1950 г.

Примечания

1

Объем, образующийся над поршнем, когда последний находится в верхней мертвой точке, называется объемом камеры сжатия (или объемом камеры сгорания).

2

Рабочий цикл — это комплекс последовательных процессов, периодически повторяющийся в каждом рабочем цилиндре и обусловливающий работу двигателя.

3

Оппозитным расположением цилиндров называется такое расположение, при котором цилиндры размещены в одной плоскости и направлены в противоположные стороны.

4

Емкость бака спортивных мотоциклов выбирается в зависимости от условий соревнований.

5

Открытые рамы у нас не применяются.

6

На мотоциклах М-72 Ирбитского мотоциклетного завода, начиная с 1953 г., передний щиток крепится на неподвижной части передней вилки.

Content

Ф. М. Жигарев
С. И. Карзинкин
МОТОЦИКЛЫ

ПРЕДИСЛОВИЕ

Глава I ИЗ ИСТОРИИ РАЗВИТИЯ ПРОИЗВОДСТВА МОТОЦИКЛОВ В НАШЕЙ СТРАНЕ

Глава II УСТРОЙСТВО МОТОЦИКЛА

1. Общее устройство мотоцикла

2. Классификация мотоциклов

Глава III ОСНОВЫ УСТРОЙСТВА МОТОЦИКЛЕТНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ

1. Общее устройство мотоциклетных двигателей

2. Классификация мотоциклетных двигателей

3. Принцип работы мотоциклетного двигателя

4. Четырехтактный цикл двигателя

6. Требования, предъявляемые к мотоциклетным двигателям

Глава IV КРИВОШИПНО-ШАТУННЫЙ МЕХАНИЗМ

1. Цилиндры

2. Поршни, поршневые пальцы, поршневые кольца

3. Шатун

4. Коленчатый вал

5. Маховики и противовесы

6. Картеры

Глава V ГАЗОРАСПРЕДЕЛЕНИЕ

1. Процесс газораспределения

2. Классификация газораспределения

3. Клапанное газораспределение четырехтактного двигателя

4. Газораспределение двухтактных двигателей

5. Система выпуска

6. Декомпрессоры

7. Нагнетатели

8. Установка фаз газораспределения и регулировка клапанов

9. Основные неисправности механизма распределения и уход за ним

Глава VI ОХЛАЖДЕНИЕ

1. Условия охлаждения мотоциклетных двигателей

2. Влияние режима работы и регулировки двигателя на количество отводимого тепла

3. Воздушное охлаждение

Глава VII СМАЗКА

1. Назначение смазки. Виды трения

2. Основные понятия о маслах

3. Классификация системы смазки

4 Основные системы смазки

5. Масляные насосы, редукционные и перепускные клапаны и сапуны

6. Основные неисправности, уход и регулировка

Глава VIII ПИТАНИЕ

1. Применяемое горючее

2. Система питания

3. Карбюрация

4. Требования, предъявляемые к карбюраторам

5. Устройство карбюраторов

6. Воздухоочистители

Глава IX ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЕ МОТОЦИКЛА

1. Аккумуляторные батареи

2. Генераторы

3. Реле-регуляторы

4. Зажигание

5. Освещение и сигнал

Глава X СИЛОВАЯ ПЕРЕДАЧА

1. Моторная передача

2. Сцепление

3. Коробка передач

4. Главная передача мотоцикла

Глава XI ХОДОВАЯ ЧАСТЬ МОТОЦИКЛА

1. Рама

2. Подвеска заднего колеса

3. Передняя вилка мотоцикла

4. Колеса

5. Шины

Глава XII ОРГАНЫ УПРАВЛЕНИЯ

1. Расположение и назначение органов управления

2. Тормоза

Глава XIII ПРИЦЕПНАЯ КОЛЯСКА МОТОЦИКЛА

1. Условия движения с коляской

2. Установка и крепление коляски

Глава XIV ДОПОЛНИТЕЛЬНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ МОТОЦИКЛА

Глава XV СРЕДСТВА, ПОВЫШАЮЩИЕ ПРОХОДИМОСТЬ МОТОЦИКЛОВ

Глава XVI ОСНОВНЫЕ НАВЫКИ УПРАВЛЕНИЯ МОТОЦИКЛОМ

Глава XVII ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБСЛУЖИВАНИЕ МОТОЦИКЛОВ

Глава XVIII НЕИСПРАВНОСТИ МОТОЦИКЛОВ И ИХ УСТРАНЕНИЕ

ИСПОЛЬЗОВАННАЯ ЛИТЕРАТУРА

Примечания