Сердце мотоцикла

Сердце мотоцикла. Цель этой и последующих публикаций — подробно познакомить наших читателей, настоящих и будущих владельцев мототехники, с основным агрегатом любого мототранспортного средства — двигателем внутреннего сгорания. Вашему вниманию предлагается вводная статья этого цикла, а вести его будет старший научный сотрудник Московского автомеханического института П. Иващенко.

Человек всегда стремился за отпущенный ему природой срок увидеть и познать как можно больше. И без механического помощника тут не обойтись. На этой почве Драйзером был изобретен велосипед. Но и этого оказалось мало. Стоило появиться двигателю внутреннего сгорания, как его приспособили для привода в движение колес велосипеда — так родился мотоцикл.

В последующие времена совершенствовался и сам двухколесный экипаж и его двигатель. В основном прогресс шел по пути повышения надежности и улучшения экономичности.

В настоящее время для мотоциклов характерно применение одно- или двухцилиндровых двигателей с объемом одного цилиндра от 50 до 500 см3. Как правило, в классах мотоциклов от 50 до 350 см куб, используются двухтактные двигатели (хотя это не аксиома), а свыше 350 см3 чаще применяются четырехтактные.

Принцип работы двигателя внутреннего сгорания а общем виде известен из школьной программы, поэтому мы не будем на этом останавливаться и сразу перейдем к делу.

Превращение химической энергии топлива в механическую происходит за определенный цикл работы двигателя.

Цикл может быть осуществлен за два оборота коленчатого вала, во время которых поршень совершит четыре хода (такта) и произойдет всасывание рабочей смеси (впуск); сжатие; сгорание (рабочий ход); и выталкивание отработавших газов в атмосферу (выпуск). Такие моторы называются четырехтактными.

Двигатели, у которых цикл совершается не только в цилиндре, но и в кривошипной камере, причем за один оборот коленчатого вала, или за два хода (такта) поршня, называются двухтактньми. Всасывание смеси и ее предварительное сжатие происходит в кривошипной камере, а остальные процессы — в цилиндре.

Чтобы метод работал, помимо цилиндра, поршня, кривошипно-шатунного механизма, ему необходима система газораспределения, которая у двух-и четырехтактных двигателей принципиально и конструктивно различна. Для четырехтактных — это впускные и выпускные клапаны с системой привода от коленчатого вала. Для двухтактных — впускное окно в кривошипную камеру, перепускные каналы из нее в цилиндр и выпускное окно. Управляет этой системой поршень, перекрывающий окна 8 определенной последовательности и несущий, таким образом, двойную функцию.

Для приготовления горючей смеси в двух- и четырехтактных двигателях все еще служит карбюратор — прибор, в котором топливо, поступающее из бензобака, смешивается с воздухом (причем воздуха по массе используется примерно в 15 раз больше!) и в количестве, зависящем от нагрузки двигателя, подается во впускную систему. Так как в этом случае смесь приготавливается вне двигателя, то такие моторы называются двигателями с внешним смесеобразованием. Впрыск легкого топлива, сильно потеснивший карбюраторы на автомобилях, на мотоциклах остается редкостью.

Рабочая смесь, поступая в цилиндр, сжимается поршнем в 7— 10 раз относительно своего первоначального объема. Когда поршень находится около верхней мертвой точки, смесь поджигается искрой от свечи зажигания при помощи специального высоковольтного устройства.

При сгорании смеси температура газов растет; они расширяются, толкая поршень. Когда он оказывается вблизи нижней мертвой точки, открывается выпускной клапан (в 4-такт-ном) или выпускное окно (в 2-тактном двигателе) и отработавшие газы удаляются через систему выпуска, в которой их скорость, давление и температура резко снижаются, что уменьшает шум выхлопа. У двухтактников система выпуска может, кроме того, существенно увеличить мощность и повысить экономичность двигателя.

В процессе работы двигателем выделяется большое количество тепла. Часть его превращается в полезную работу, другую необходимо куда-то отводить. Для этого цилиндр и головка в наиболее простом случае снабжаются ребрами, увеличивающими поверхность теплоотдачи. Это система воздушного охлаждения.

Применяется для охлаждения и жидкость — в этом случае в теле цилиндра и головки имеются полости и каналы — это двигатели жидкостного охлаждения.

Двигатели воздушного охлаждения проще устроены, имеют меньший вес, но обладают

повышенной шумностью, а также недостаточно эффективно охлаждаются на малых скоростях.

Системы жидкостного охлаждения позволяют организовать более равномерное охлаждение цилиндра (а это повышает эффективность работы мотора) и значительно снизить шум, но при этом конструкция усложняется и, естественно, становится дороже. Несмотря на это, моторы с жидкостным охлаждением вытесняют «воздушники», особенно на спортивных и престижных зарубежных моделях.

Для смазки деталей и отвода тепла, возникающего от трения, в двигателях используется моторное масло. В четырехтактных масло из картера обычно подается к узлам трения насосом. В двухтактных — примешивается к бензину. Была разработана и раздельная система смазки для «двухтактников», при которой масло подается из отдельного бачка масло-дозирующим насосом в кривошипную камеру и к коренным подшипникам в зависимости от нагрузки двигателя.

Раздельная подача масла и топлива позволяет резко уменьшить расход масла, и что особенно важно, снизить дымность и токсичность отработавших газов. Двухтактный двигатель, оснащенный такой системой, по этим параметрам не уступает четырехтактному.

Конструкция двигателя для мотоцикла выбирается в зависимости от условий его эксплуатации. Так, для экипажей весом до 100 кг наиболее рационально использовать одноцилиндровые «двухтактники» воздушного охлаждения. Они довольно дешевы в производстве и достаточно неприхотливы в эксплуатации.

На мотоциклах весом 1 50 кг и более применяются моторы посложнее, одно-, двухцилиндровые, как в двухтактном, так и в четырехтактном исполнении, часто с жидкостным охлаждением.

Резкое увеличение количества транспортных средств на дорогах мира повлекло за собой повышение требований к мотоциклетным двигателям по экологическим показателям, поэтому они с каждым днем совершенствуются, приближаясь по оснащению устройствами, обеспечивающими выполнение этих требований, к современным автомобилям.

В следующих номерах журнала мы продолжим разговор о конструкции, работе и совершенствовании систем мотоциклетного двигателя, сложных трубчатых и штампованных элементов, соединенных болтами.

 

Добавить комментарий

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