Вы давно мечтали о мотоцикле и вот, наконец, решились на покупку? Отлично! А умеете ли вы ездить на нём? Я думаю, у вас есть немало вопросов по этому поводу.
Чтобы научиться высококлассному управлению мотоциклом и справляться с любыми сложными ситуациями на дороге, для начала необходимо изучить основы строения транспортного средства и систему его функционирования. Только владея теоретическими знаниями, можно приступать к освоению практических навыков.
Мотоцикл состоит из различных частей. Они считаются универсальными, потому что независимо от бренда или модели, присутствуют в строении всех мотоциклов.
Сцепление - рычаг, располагающийся с левой стороны мотоцикла. Управлять им очень легко, достаточно простого нажатия пальцем. Сцепление отвечает за включение механизма и способствует плавному переключению скоростей.
Все мотоциклы снабжены цилиндрами, но их количество может отличаться. Существуют модели с числом цилиндров от одного до шести. Это устройство охлаждается специальной жидкостью для предотвращения перегревания в случае нестандартного использования мотоцикла в чрезвычайных ситуациях.
Обязательно в любом транспортном средстве, в том числе и в мотоцикле, есть тормоз. Он очень важен, потому что замедляет скорость передвижения, в случае такой необходимости. Существует два вида тормозов. Первый - передний тормоз, который расположен с правой стороны мотоцикла. Он ответственен за остановку переднего колеса. Второй - задний тормоз, предназначен для остановки задних колёс мотоцикла. Это ножной тормоз. В случае чрезвычайной ситуации на дороге, если необходимо резко остановить транспортное средство, рекомендуется использовать оба тормоза одновременно.
Исправная подвеска гарантирует комфортную поездку. Она обеспечивает стабильную и плавную езду, смягчает удары на плохой дороге.
Бензобак - ёмкость, где храниться топливо для работы мотоцикла.
Переключение передач - педаль для смены скоростей, управляется нажатием ноги.
Свеча зажигания действует в качестве воспламенителя для запуска двигателя.
Замок зажигания - место для ключа, который заводит двигатель мотоцикла.
Руль - средство управления мотоциклом, с его помощью возможны повороты влево, вправо.
Дроссель увеличивает скорость мотоцикла. Он приводится в действие вручную, поворотом рычага.
Боковые зеркала выполняют важную роль при управлении мотоциклом. Они позволяют водителю видеть обстановку у себя за спиной, не оборачиваясь при этом и не теряя контроля над дорогой впереди. Чтобы иметь хороший обзор позади себя необходимо устанавливать зеркала под прямым углом и всегда держать их чистыми.
Теперь, когда вы ознакомились с предназначением и функционированием основных деталей мотоцикла, вполне можно приступить к своей первой поездке на нем! Безопасной вам езды!
proboknet.net
В настоящее время мотоциклы с впрыском топлива, постепенно вытесняют с наших дорог более простые карбюраторные аппараты, которые большинство людей в состоянии кое как настроить и обслужить. Но вот более современные инжекторные мотоциклы, для многих водителей очень сложны, и при возникновении какой либо неисправности, почти все байкеры разводят руками, и не знают с чего начать. И большинству мотоциклистов как то боязно отправляться на впрысковом аппарате в автономный дальнобой. Да и при поездках по родному городу если вдруг что случится, то грамотных мотосервисов по обслуживанию инжекторных мотоциклов, пока что очень мало, да и находятся они только в крупных городах. И вот для того, чтобы знать с чего начать устранять неисправность инжекторного двигателя, необходимо знать элементарное устройство системы впрыска топлива. Об этом мы и поговорим в этой статье.
Большое достоинство более древней карбюраторной системы питания двигателя, в простоте конструкции. И карбюраторные моторы не уступают по мощности инжекторным, такого же рабочего объёма, но вот бензина они потребляют гораздо больше, а состав выхлопных газов намного вреднее, чем у инжектора. Именно по этой причине в Европе и отказались от карбюраторов.
Об элементарном обслуживании системы впрыска топлива мотоциклов я уже писал, и почитать об этом можно здесь. В этой же статье мы подробно поговорим о компонентах системы впрыска, а так же о её неисправностях. Почему впрысковый мотор не заводится и как это устранить, можно узнать так же вот в этой полезной статье.
Основная задача топливной системы современных двигателей, это подача в камеры сгорания каждого цилиндра такое количество бензина, чтобы при любых погодных условиях и при любых эксплуатационных режимах работы, он смешивался с атмосферным воздухом в самом оптимальном для работы двигателя соотношении. Только в таком случае двигатель сможет выдать положенную ему мощность, при малом расходе топлива и низкой токсичности выхлопных газов.
Компоненты системы впрыска топлива.
Устройство системы впрыска топлива: 1 — катушка зажигания как одно целое с свечным колпачком, 2 — форсунка, 3 — датчик температуры всасываемого окружающего воздуха, 4 — датчик положения дроссельной заслонки, 5 — датчик давления всасываемого воздуха, 6 — датчик положения коленвала, 7 — датчик температуры охлаждающей жидкости, 8 — датчик положения распредвала, 9 — свеча зажигания, 10 — ECU, 11- блок управления зажиганием, 12 — датчик атмосферного давления, 13 — каталитический нейтрализатор.
Современная система впрыска топлива состоит из следующих частей: электронный блок управления двигателем (ECU electronic control unit), или бортовой компьютер, или говоря проще — мозги, система подачи топлива, несколько датчиков и каталитический нейтрализатор выхлопных газов.
Рассмотрим всё это подробнее. ECU блок управления чаще всего монтируется в самом сухом месте мотоцикла — под седлом. В обязанности бортового компьютера входит управление системой зажигания и форсунками, а также обеспечение электропитанием датчиков и узлов системы впрыска, ну и ещё одна важная его функция — это диагностика всей системы впрыска.
ECU блок состоит из четырёх основных компонентов
Буквы на графике означают: t — продолжительность подачи топлива, Т — время работы двигателя, А — запуск мотора, В — прогрев мотора, С — холостой ход, D — ускорение, Е — постоянная скорость, F- торможение двигателем.
В память бортового компьютера записаны данные для неких средних условий эксплуатации впрыскового мотоцикла. И ECU постоянно считывает показания с датчиков двигателя, и сверяет их показания с значениями записанными в память, и уже корректирует продолжительность открытия форсунок в зависимости от показаний датчиков, которые создают общую картину режима работы двигателя. Это можно наглядно посмотреть на рисунке слева, где цифра 1 в красном столбике. означает подачу топлива при пуске двигателя, цифра 2 в жёлтом секторе показывает обогащение рабочей смеси после запуска, цифра три в голубом секторе означает обогащение смеси при прогреве мотора, 4 в оранжевом секторе — обогащение смеси при ускорении, 5 в белом секторе — отключение подачи топлива в цилиндры двигателя, если происходит торможение двигателем, 6 в синем секторе — это базовая продолжительность подачи топлива, которая записана в память процессора, 7 в нижней белой полосе — это постоянная компенсация изменения напряжения в бортовой сети мотоцикла.
Для определения угла опережения зажигания и энергии искры на свечах, блок управления руководствуется от сигналов, поступающих от датчика коленчатого вала и от датчика положения дроссельной заслонки. А нужный момент подачи топлива, блок управления определяет по сигналам с датчика положения распредвала, и с датчика положения коленвала. Так же по оборотам коленвала, блок управления распознаёт режим работы мотора : обычный или пусковой.
Устройство форсунки
Ну а форсунка впрыскового двигателя — это всё таки электро-механическое устройство, которое не в состоянии открыться мгновенно, а блок управления учитывает даже это, и компенсируя эту задержку, подаёт бензин чуть-чуть раньше. Так же в современной системе впрыска топлива, имеется двухступенчатый ограничитель оборотов. И если частота вращения коленчатого вала превысит допустимую для данного двигателя величину, блок управления тут же отключает подачу топлива к двум из четырёх цилиндров, и до тех пор, пока обороты не упадут до положенных. А в случае не сбавления оборотов, отключит и остальные два цилиндра.
Дополнительные функции ECU.
Система самодиагностики.
В блоке управления современного инжекторного двигателя имеется система самодиагностики, которая поможет вам определить неисправность. И если например при поездке произойдёт сбой системы, то блок управления тут же предупредит водителя включением соответствующей лампы на приборке мотоцикла, и двигатель может заглохнуть. Если компьютер решит, что дальше двигаться невозможно, то лампа на приборке заморгает, когда вы попытаетесь нажать кнопку старта двигателя.
Но советую повторить попытку, выключив, а затем включив замок зажигания, и затем опять попробовать запустить двигатель, нажав кнопку стартера. И если в мозгах был устранимый сбой, то такой перезапуск поможет. Ведь система самодиагностики обнаружив сбой, сама включит обходную программу, и тогда лампа на приборке будет гореть непрерывно, значит можно ехать в мастерскую своим ходом.
После того как вы заглушите двигатель, приехав в мастерскую, на жидкокристалическом мониторе приборки высветится код ошибки. И он будет оставаться в памяти бортового компьютера до тех пор, пока его не сотрут механики мото-сервиса. Отсюда следует сделать вывод: если у вас на приборной панели загорелась соответствуящая лампа диагностики, то советую не глушить двигатель, что бы узнать что произошло. Если например виноват вышедший из строя датчик положения распредвала, то после остановки двигателя, вы его уже не запустите, и придётся вызывать эвакуатор. (см. таблицу кодов неисправностей ниже в тексте, где показан номер кода, и написано, что двигаться можно, но если заглушить мотор, то он уже не запустится, пока вы не замените датчик распредвала). Поэтому при загорании лампы на панели, не глушите двигатель, а спокойно езжайте к себе в гараж. Ведь когда в гараже вы заглушите мотор, на панели высветится номер кода, по которому вы узнаете, что вышло из строя и что заменять в гаражных условиях, а не в дорожных. И именно для этого я и привожу в этой статье таблицу номеров кода и обнаружения неисправностей.
Многие могут задать вопрос: а что будет если лампочка диагностики сгорит. Ну я думаю, что этот факт трудно прозевать, так как лампа загорается каждый раз, когда вы включите зажигание, и затем через 1,4 секунды она гаснет. А если например вы нажмёте на кнопку старта раньше этой 1,4 секунды, то лампа гаснет раньше, как только вы нажимаете кнопку старта. И лампа не загорится при включении зажигания только в одном случае — если она перегорела. Поэтому прозевать этот момент практически невозможно, и если лампа когда нибудь перегорит, то срочно её замените новой. Эта лампа — ваша гарантия благополучного возвращения домой своим ходом.
Система подачи топлива.
Система подачи топлива состоит из бензонасоса, форсунок и регулятора давления топлива.
Бензонасос состоит из самого насоса роторного типа, который приводится во вращение от вала электродвигателя, а так же из фильтра и предохранительного клапана. Бензонасос и фильтр вмонтированы в бензобак (в отличии от большинства автомобилей). А предохранительный клапан нужен для того, чтобы спасти от разрыва трубопровод, в случае если этот трубопровод засорится. И когда давление превысит 4,5 -6,4 кг (например от засорения), то предохранительный клапан откроется, и лишний бензин стравливается по обратке в бензобак мотоцикла. Следует учесть, что бензонасос всегда подкачивает немного больше бензина, чем необходимо форсункам для нормальной подачи топлива в цилиндры.
Топливные форсунки, когда получают в нужный момент сигнал от блока управления, впрыскивают бензин в камеры сгорания двигателя, если этот двигатель с непосредственным впрыском, или во впускной канал — на обычном инжекторном моторе. Сечение всех форсунок одинаковое (и постоянное), и так же постоянна и разница между давлением впрыска бензина и давлением воздуха во впускном коллекторе (они постоянные), а это значит, что количество впрыснутого топлива, зависит только от величины сигнала от блока управления, (от длительности этого сигнала).
Регулятор давления. Вот именно он и следит, чтобы разница между давлением бензина в бензопроводе и давлением воздуха в впускном коллекторе была неизменной (постоянной) — это примерно около 3 кг/см², а если быть точным, то равно 2,84 кг/см², и эта величина практически одинакова на всех впрысковых мотоциклах. При поддержании постоянного давления в бензопроводе, регулятор давления постоянно стравливает лишний бензин обратно в бензобак, по обратному шлангу (обратке).
Датчики.
Датчики впрыскового двигателя помогают точно определить блоку управления, длительность открытия форсунок. Блок управления (ECU) современного инжекторного двигателя, получает и оценивает сигналы с таких датчиков: датчик положения коленчатого вала, датчик положения распределительного вала, датчик расхода воздуха (расходомер), датчик атмосферного давления, датчик давления воздуха во впускном коллекторе, датчик температуры системы охлаждения (антифриза), датчик температуры окружающего воздуха. И чтобы бензин подавался в каждый цилиндр двигателя в нужный и точный момент фазы впуска, блок управления сверяется с сигналами от датчиков коленчатого и распределительного валов.
Рассмотрим каждый датчик подробнее, это поможет вам точно уметь определять неисправность инжекторного двигателя, так как чаще всего проблемы возникают именно из-за выхода из строя какого либо датчика.
Таблица кодов неисправностей системы впрыска.
Неисправность датчиков поможет определить система самодиагностики мотоцикла, о которой я писал выше. Это легко сделать по номеру кода, который высвечивается на ЖК дисплее приборки мотоцикла, а затем посмотрев в таблице номер кода, прочитать точную неисправность (таблица поделена мной на три части, чтобы добиться более крупного шрифта). Ну а кому интересно как точно определить неисправность датчиков впрыскового мотора, с помощью обычного мультиметра (тестера), кликаем вот по этой ссылке и читаем (на примере автомобильных датчиков).
Ну и последняя, но очень важная деталь системы впрыска топлива только современных мотоциклов, это трёхкомпонентный каталитический нейтрализатор, который довольно эффективно дожигает углеводороды (СН) , оксид углерода или проще угарный газ (СО), а так же разлагает оксиды азота (NOx).
Вторая часть таблицы кодов неисправностей системы впрыска.
Лябда зонд, устанавливаемый в каталитический нейтрализатор, в несколько раз продлевает срок его службы. Лямбда зонд — это датчик кислорода, который начали устанавливать на большинство впрысковых мотоциклов только с 2005 года. Он очень важен, так как определяет точное количество кислорода в выхлопных газов, ведь в выхлопе присутствует строго определённое количество кислорода, при котором состав сгораемой бензовоздушной смеси оптимальный для нормальной работы мотора. И как только состав выхлопных газов выходит из нормы (это определяется лямбда зондом по количеству кислорода в выхлопе), то процессор блока управления, моментально корректирует подачу впрыскиваемого топлива.
Третья часть таблицы кодов неисправностей системы впрыска
Некоторые считают, что датчик кислорода является одной из заводских душилок двигателя. Да, это правда, он забирает небольшую часть мощности, но важнее потерять немного мощности, но зато благодаря этому датчику у вас всегда будет оптимальный для вашего двигателя состав топливной смеси. И пусть лямбда зонд не позволит обогатить смесь до такого значения, чтобы выжать из вашего двигателя дополнительные две-три лошади (на фоне табуна из 160 лошадей, эти две-три лошадки практически ничего не значат), зато экономичность вашего мотора не пострадает. К тому же датчик кислорода ещё и не позволит вашему мотору переобедниться, а значит уменьшит выброс окислов азота. Переобеднение к тому же вредно для любого двигателя.
Единственный минус, по моему мнению, в присутствии лямбда зонда в выхлопной системе вашего, да и любого байка, так это то, что он очень чувствителен к плохому бензину (как определить качество бензина без хим-лаборатории, узнаём здесь). При автономном путешествии по российской периферии, где качество бензина просто отвратительное, датчик кислорода может доставить хлопот водителю мотоцикла. Ведь лямбда зонд не терпит присутствия в составе бензина свинца, и как только хлебнёт такого пойла, то в считанные километры выходит из строя. Как его восстановить можно почитать вот в этой статье, там же вы узнаете об важности лямбда зонда более подробно. Стоит датчик кислорода не мало, поэтому имея современный впрысковый аппарат, повнимательней выбирайте заправки. К тому же очень плохой бензин как правило губит не только датчик кислорода, но и почти весь двигатель.
Вот вроде бы и все полезные знания по впрысковым мотоциклам, которые я хотел до вас донести. И я надеюсь, что многие водители прочитав эту статью, перестанут разводить руками, при возникновении какой либо неисправности системы впрыска топлива современного мотоцикла, и будут относиться к ним так же спокойно как и к неисправностям карбюраторного байка. Успехов всем!
suvorov-castom.ru
 |
На рис. 11 показан двухтактный двигатель мотоцикла М-104. В общем силовом агрегате сосредоточены двигатель, сцепление, коробка передач и генератор. Подобную же компоновку силового агрегата имеюх двухтактные одноцилиндровые двигатели мотоциклов и мопедов отечественного производства, а также двигатели многих зарубежных мотоциклов и мотороллеров, например «Панония» и MZ, завода «Йва» и также скомпонованы и двухцилиндровые двухтактные двигатели мотоцикла ИЖ «Юпитер» (рис. 12) и мотоцикла Ява-350.
Четырехтактные двигатели мотоциклов с карданной передачей, например мотоцикл
АВО-425 (рис. 13) или М-62 «Урал» (рис. 14), вместе со сцеплением автомобильного
типа и коробкой передач представляют собой единый силовой агрегат, хотя и не имеют
общего литого картера. Такая компоновка четырехтактных двигателей, в особенности
для дорожных мотоциклов, удобна при обслуживании.
На рис. 14 показан двухцилиндровый с противолежащими цилиндрами,
четырехтактный верхнеклапанный двигатель мотоциклов «Урал», созданный на базе
двигателя мотоцикла М-72. Совершенно новую конструкцию в этом двигателе имеют
цилиндры, верхнеклапанные головки цилиндров и поршни. Картер незначительно
отличается от картера двигателя М-72; кривошипный механизм и распределительный
вал такие же, как и у двигателя М-52. У мотоциклов «Урал» и М-72 конструкции
сдепления и коробки передач в основном одинаковые.
В одной из модификаций двигателя мотоцикла «Урал» изменены также картер,
расположение и устройство масляного насоса. Съемная крышка картера находится впереди
его, а не сзади. Масляный насос не имеет отдельного корпуса; полости его для шестерен
расточены в передней съемной крышке картера. Привод насоса осуществлен
непосредственно от шестерни коленчатого вала с помощью большой цилиндрической
шестерни с косыми зубьями, а не от распределительного вала, как у прежней модели
двигателя.
Двухцилиндровый рядный двигатель гоночного мотоцикла С-259 показан на рис. 15.
Двигатели с такой компоновкой получили широкое распространение. Рабочий объем
двигателя 247 см3, степень сжатия 10,7—11,0; максимальная мощность 38—39 л. с. при 11
500—11 900 об/мин. Рядные двигателя, объединенные в силовой агрегат со сцеплением и
коробкой передач или устанавливаемые отдельно от них, применяются на зарубежных
мотоциклах различного назначения. На мотоциклах V-образные двухцилиндровые
двигатели в настоящее время применяются редко.
Для двигателей мотороллеров, в частности мотороллеров «Тула», применяется обычная компоновка двухтактного мотоциклетного двигателя. Только у мотороллеров некоторых типов встречаются оригинальные компоновки силового агрегата. Например, у мотороллера ВП-150 (рис. 16) в силовом агрегате объединены не только двигатель, сцепление, коробка передач и генератор, но и задняя передача с осью заднего колеса и тормозами.
В мотоциклетном двигателе тепловая энергия, выделяющаяся при сгорании топлива, преобразуется в полезную механическую работу.
Мотоциклетный двигатель состоит из кривошипно-шатунного и газораспределительного механизмов и имеет системы смазки, охлаждения, питания и зажигания. Кривошипный механизм служит для преобразования прямолинейного движения поршня во вращательное движение коленчатого вала. С помощью газораспределительного механизма осуществляется своевременный впуск в цилиндр горючей смеси и освобождение его от отработавших газов.
Ниже даны основные определения, необходимые для ознакомления с работой двигателя.
Крайние положения движущегося в цилиндре поршня называются мертвыми точками (рис. Д).
 |
Положение, при котором поршень максимально удален от оси коленчатого вала,
называется верхней мертвой точкой (в. м. т.). Положение, когда поршень находится на
минимальном расстоянии от оси коленчатого вала, называется нижней мертвой точкой
(н. м. т.).
Ход поршня — это расстояние между верхней и нижней мертвыми точками. Каждому ходу поршня соответствует поворот коленчатого вала на пол-оборота (180°). Поршень делает два хода за полный оборот (360°) коленчатого вала.
Объем, освобождаемый в цилиндре при движении поршня от в. м. т. до н. м. т., называется рабочим объемом цилиндра. Рабочий объем измеряется в кубических сантиметрах или в литрах. У одноцилиндрового двигателя рабочий объем цилиндра является рабочим объемом двигателя. Если цилиндров несколько, то рабочий объем двигателя является суммой рабочих объемов всех цилиндров. Рабочий объем двигателя называют также литражом.
Объем камеры сжатия или камеры сгорания — объем над поршнем при положении его в в.м. т.
Объем над поршнем при положении его в н. м. т. складывается из рабочего объема
цилиндра и объема камеры сжатия и называется полным объемом цилиндра.
Отношение полного объёма цилиндра к объему камеры сжатия называется степенью сжатия.
Степень сжатия указывает, во сколько раз уменьшается объем рабочей смеси в цилиндре при перемещении поршня из н. м. т. в в. м. т.
Часть рабочего цикла, происходящая в цилиндре за один ход поршня, называется тактом. Четырехтактный двигатель — двигатель, у которого рабочий цикл совершается за четыре хода поршня. Двухтактный двигатель — двигатель, у которого рабочий цикл совершается за два хода поршня.
Смесь паров бензина и воздуха называется горючей смесью.
Горючая смесь, смешавшаяся в цилиндре с остаточными газами, называется рабочей смесью.
Эффективная мощность — мощность, получаемая на валу двигателя.
Литровая мощность — эффективная мощность, приходящаяся на 1 л рабочего объема двигателя. Литровая мощность повышается в результате улучшения наполнения цилиндра горючей смесью, увеличения степени сжатия, увеличения числа оборотов коленчатого вала и уменьшения внутренних потерь в двигаеле.
Налоговая мощность — условная - мощность. По ее величине финансовые органы определяют размер налога. Налоговая мощность подсчитывается по формуле:
 |
где i — число цилиндров; S — ход поршня в м; D — диаметр цилиндра в см.
Для приближенного определения налоговой мощности можно принимать, что каждые 250 см3 рабочего объема двигателя соответствуют 1 л. с. налоговой мощности. Двигатели с рабочим объемом до 50 см3, устанавливаемые на велосипедах, мопедах, мокиках и т. д., налогом не облагаются.
Приведенная формула налоговой мощности была принята в ряде стран в начале XX в. и соответствовала примерно эффективной мощности. По мере того как совершенствовались двигатели, эффективная мощность их, возрастая всё более, превышала налоговую мощность.
Важным показателем работы двигателя является расход бензина. По нему можно судить об экономичности двигателя.
Приемистостью двигателя называет его способность к быстрому увеличению числа оборотов коленчатого вала под нагрузкой, т. е. к увеличению мощности при прдъеме дроссельного золотника.
Уравновешенность двигателя обеспечивает при его работе меньшие сотрясения мотоцикла и способствует увеличению срока службы двигателя и мотоцикла.
Равномерность работы двигателя улучшается при прочих равных условиях главным образом с увеличением массы маховика. Кроме того, равномерность работы улучшается с увеличением количества цилиндров и рабочих ходов, приходящихся на один оборот коленчатого вала. При равномерной работе двигателя движение мотоцикла будет более плавным, особенно при небольшой скорости вращения коленчатого вала двигателя.
Удельным весом двигателя называется вес, приходящийся на 1 л.- с. Он уменьшается в результате применения более рациональной конструкции и легких металлов и при условии более высокой литровой мощности.
У четырехтактного двигателя рабочий цикл (рис. 18) совершается за четыре хода поршня, или два оборота коленчатого вала, и состоит из тактов впуска, сжатия, сгорания или рабочего хода и выпуска отработавших газов. За рабочий цикл поршень дважды проходит в. м. т. и дважды н. м. т.
Клапаны газораспределительного механизма управляют впуском горючей смеси и выпуском отработавших газов. При схематическом рассмотрении работы двигателя можно исходить из предположения, что открытие и закрытие впускного и выпускного клапанов совпадают с положением поршня в мертвых точках, а искра свечи воспламеняет рабочую, смесь в цилиндре, когда поршень находится в в. м. т. В действительности моменты открытия и закрытия клапанов и проскакивания искры не совпадают с положением поршня в мертвых точках.
Рабочий цикл четырехтактного двигателя можно представить следующим образом.
 |
Впуск горючей смеси (рис. 18, а): поршень движется от в. м. т. к н. м. т. Впускной клапан открыт, выпускной клапан закрыт. Над поршнем образуется разрежение, и в цилиндр из карбюратора поступает горючая смесь. Когда поршень приходит в н. м. т., впускной клапан закрывается.
Сжатие рабочей смеси (рис. 18, б): поршень движется от н. м. т. к в. м. т. при закрытых кланах, сжимая рабочую смесь.
Рабочий ход (рис. 18, в): клапаны закрыты, электрическая искра воспламеняет сжатую – рабочую смесь. Под давлением газов, расширяющихся при сгорании рабочей смеси, поршень движется вниз.
Выпуск (рис. 18, г): выпускной клапан открыт, поршень движется от н. м. т. к в. м. т. и вытесняет отработавшие газы.
Прямолинейное движение поршня, получившего во время рабочего хода толчок, преобразуется кривошипно-шатунным механизмом во вращательное движение коленчатого вала. Маховик во время рабочего хода накапливает энергию, а во время впуска, сжатия и выпуска частично отдает ее для совершения этих подготовительных тактов.
У мотоциклетных двигателей периоды открытия клапанов, называемые фазами газораспределения, сочетаются со следующими положениями поршня в цилиндре: впускной клапан открывается до прихода поршня в в. м. т., закрывается после прихода поршня в н. м. т.; выпускной клапан открывается до прихода поршня в н. м. т., закрывается после прохождения поршнем в. м. т. В результате открытия клапанов с опережением и закрытия с запаздыванием относительно прихода поршня в мертвые точки увеличивается длительность фаз газораспределения, вследствие чего улучшаются наполнение цилиндра горючей смесью и очистка его от отработавших газов.
 |
Установлением соответствующих фаз газораспределения, а также повышением степени сжатия достигается в основном высокая литровая мощность современных мотоциклетных двигателей.
В двухтактном двигателе рабочий цикл (рис. 19) совершается за один оборот коленчатого вала и, следовательно, за два хода поршня, во время которых происходят впуск в картер горючей смеси, предварительное ее сжатие в картере, продувка цилиндра, сжатие рабочей смеси в цилиндре, рабочий ход и выпуск. Таким образом, часть цикла протекает в картере. В связи с этим картер делают герметичным. Поршень выполняет работу распределительного органа, перекрывая впускные, продувочные и выпускные окна цилиндра. Рабочий цикл двухтактного двигателя можно представить следующим образом.
Впуск, сжатие: при движении поршня от н. м. т. к в. м. т. под поршнем в картере образуется разрежение. В цилиндре заканчивается продувка, а затем происходит сжатие рабочей смеси (рис. 19, а). Приближаясь к в. м. т., поршень нижним краем юбки открывает впускное окно, и смесь из карбюратора поступает под поршень в картер (рис. 19, б).
Рабочий ход, предварительное сжатие, выпуск, продувка: вблизи в. м. т. электрическая искра воспламеняет сжатую в цилиндре рабочую смесь, сильно нагретые газы толкают поршень вниз, т. е. совершается рабочий ход, к концу которого поршень нижним краем юбки закрывает впускное окно и сжимает в картере горючую смесь (рис. 19, б). При приближении поршня к н. м. т. его головка открывает выпускное окно цилиндра, газы устремляются наружу и давление в цилиндре уменьшается почти до атмосферного. Затем поршень проходит вниз еще 3—4 мм, открывает головкой продувочное окно и происходит продувка, при которой предварительно сжатая в картере горючая смесь по продувочному каналу поступает в цилиндр и, заполняя его, вытесняет остатки отработавших газов (рис. 19, г). Продувка заканчивается, когда поршень начинает двигаться вверх.
bike78.narod.ru
В кривошипно-шатунный механизм двигателя входят следующие основные детали: цилиндр, головка цилиндра, поршень с кольцами и пальцем, шатун, подшипники шатуна, коленчатый вал с маховиком и подшипниками и картер.
В цилиндре происходит сгорание рабочей смеси; его внутренняя поверхность служит направляющей для поршня. Цилиндр подвергается воздействию высоких температур и давления.
Шлифованная внутренняя поверхность цилиндра называется зеркалом. На наружной поверхности цилиндра имеются ребра, которые увеличивают поверхность охлаждения. В нижней части цилиндра у большинства двигателей находится фланец с отверстиями для установки цилиндра на картер. Сверху к цилиндру прикреплена болтами головка. Внизу у нижнего края зеркала проточена конусная фаска для облегчения надевания цилиндра на поршень с кольцами.
Цилиндры отливают преимущественно из специального чугуна или из
алюминиевого сплава с чугунной или стальной гильзой. Применяются также
алюминиевые цилиндры без гильзы с хромированным непосредственно по алюминию
зеркалом, отличающиеся легкостью, износостойкостью и хорошим отводом тепла.
Наиболее простую форму имеет сребренный цилиндр четырехтактного верхнеклананного двигателя (рис. 20, а). Цилиндр нижнеклапанного двигателя отлит из чугуна вместе с гнездами для впускных и выпускных клапанов и ведущим к ним патрубкам (рис. 20, б). В цилиндр запрессованы или вместе с ним отлиты направляющие стержней клапанов и полости (клапанные коробки), в которых размещены пружины клапанов и толкатели. На впускном патрубке для установки карбюратора или промежуточного патрубка имеются шпильки или проточенный пояс. Выпускной патрубок имеет наружную резьбу или проточенный пояс для закрепления выпускной трубы. В стенках цилиндра двухтактного двигателя (рис. 20, в) при отливке сделаны каналы, а на зеркале — впускные, продувочные и выпускные окна.
В продувочных каналах некоторых цилиндров установлены на шпильках съемные детали (козырьки), направляющие поток продувочной смеси. Чтобы предупредить появление ржавчины, ребристую поверхность цилиндра покрывают жаростойким лаком, который, однако, меньше препятствует отводу тепла, чем слой коррозии.
Головка цилиндра большинства двигателей отлита из алюминиевого сплава. Снаружи на ней имеются ребра охлаждения. Внутри головки размещена камера сгорания. В головке сделано резьбовое отверстие для свечи и несколько отверстий для болтов или шпилек, крепящих головку к цилиндру. Иногда в головке нарезают второе резьбовое отверстие, служащее для установки декомпрессионного клапана или краника. Такое простое устройство имеют головки двухтактных и четырехтактных нижнеклапанных двигателей.
У верхнеклапанных двигателей головка гораздо сложнее. В ней сделаны гнезда, направляющие и каналы впускных и выпускных клапанов, полости, в которых размещены пружины и коромысла клапанов, патрубки для крепления карбюратора и выпускной трубы. У двигателей с верхним расположением распределительного вала, кроме этого, в полостях для клапанных пружин имеются устройства для установки распределительного вала и других деталей привода газораспределительного механизма.
Между головкой и цилиндром установлена жаростойкая уплотнительная прокладка. Применяются прокладки алюминиевые или из армированного проволокой асбеста. На некоторых двигателях прокладки не ставят, а притирают головку непосредственно к цилиндру. Такое соединение надежно, но трудоемко при изготовлении.
Камера сгорания должна иметь форму, обеспечивающую быстрое, но плавное сгорание без детонации рабочей смеси при наименьших потерях тепла через ее стенки. Продолжительное время наиболее эффективной являлась камера сгорания полусферической формы со свечой в центре свода (рис. 21, а и в), так как в камере пути распространения пламени от свечи во всех направлениях примерно одинаковые, а поверхность камеры при данном объеме наименьшая из конструктивно возможных. Потери тепла у этой камеры наименьшие. Такую камеру сгорания имеют двухтактные и верхнеклапанные двигатели.
В настоящее время применяется несколько видоизмененная, более эффективная камера сгорания (рис. 21, б). Установлено, что в этой камере рабочая смесь, вытесняемая поршнем при сжатии из боковых сужений, завихряется интенсивнее. Многие верхнеклапанные двигатели имеют камеру сгорания конической формы, называемую шатровой (рис. 21, г).
При растянутой форме камеры сгорания, применявшейся ранее (рис. 21, е), вначале сгорает основная часть смеси вблизи свечи.
Остальная часть рабочей смеси при этом сильно сжимается и может произойти детонация.
У современных нижнеклапанных двигателей усовершенствованная вихревая камера сгорания
типа «Рикардо» (рис. 21, д) обеспечивает достаточно хорошую работу двигателя. В этой
камере почти вся рабочая смесь сосредоточена в пространстве над клапанами, но все же
форма камеры менее совершенна, чем у камер сгорания двухтактных и верхнеклапанных
двигателей.
Поршень воспринимает давление горячих газов сгорающей рабочей смеси и передает его через палец и шатун коленчатому валу. От нагревания поршень расширяется. Чтобы не произошло заклинивания поршня, его устанавливают в цилиндре с зазором. Для уплотнения на поршне установлены разрезные кольца — компрессионные и маслосъемные.
У поршня (рис. 22) различают головку 1, или днище, верхнюю часть 2, несущую кольца, нижнюю часть 4, называемую юбкой, и находящиеся в средней части бобышки 6 с отверстиями для поршневого пальца.
Поршень отливают из алюминиевого сплава или реже из магниевого сплава.
У четырехтактных нижнеклапанных двигателей головка поршня плоская (рис. 22), а у верхнеклапанных двигателей плоская или выпуклая с выемками для предохранения клапанов (рис. 22, б), Головка поршней двухтактных двигателей слегка выпуклая (рис. 22, в) или с выступом — дефлектором (рис. 22, г).
На верхней части поршня проточены две-три канавки для компрессионных колец и
одна канавка для маслосъемного кольца.
Применяются также поршни с дополнительной канавкой внизу юбки для второго
маслосъемного кольца (рис. 22, д). В канавках для компрессионных колец поршней
двухтактных двигателей (маслосъемных колец они не имеют) установлены стопоры
или сделаны углубления для удержания колец от повертывания на поршне, так как
при этом концы колец попадают в окна и откалываются (рис. 23). Больше трех
поршневых колец на поршне мотоциклетного двигателя не требуется. О влиянии
количества поршневых колец на давление в цилиндре можно судить по следующему
примеру. Давление в камере сгорания, если на поршне нет колец, равно 10,2 кГ/сж2,
а при наличии одного, двух и трех колец — соответственно 28,8; 29,7 и
29,9 кГ/см2.
Юбка поршня конусная, расширяющаяся книзу. В поперечном сечении форма юбки овальная, вытянутая в направлении, перпендикулярном к поршневому пальцу. На юбке делают прямые, косые или Т-образные разрезы 5, придающие ей пружинящие свойства. Конусность, овальность и разрезы применяют для того, чтобы при малом зазоре между юбкой и цилиндром поршень, расширяясь при нагревании, не заклинивался в цилиндре. При увеличенном зазоре будет слышен стук в цилиндре из-за ударов поршня о его стенки. Поршень имеет несколько размерных поясов (рис. 22, е).
Кроме канавок для колец, на некоторых поршнях имеются узкие канавки выше верхнего поршневого кольца (двигатели М-61, К-750, М-72), прорези в канавке или под канавкой маслосъемного кольца, выемки 3, называемые холодильниками, около бобышек пальца и различные по расположению и по форме ребра. Все это делается для уменьшения массы поршня, улучшения распределения масла а отвода тепла от днища, а также для того, чтобы расширение поршня в направлениях, в которых наиболее возможно заклинивание, было минимальным.
Поршневые кольца (рис. 24) обычно прямоугольного сечения, имеют разрез и
пружинят при сжатии. Их устанавливают в канавках поршня и они плотно
прижимаются к зеркалу цилиндра. Компрессионные уплотнительные кольца (рис. 23, а)
препятствуют прорыву газов и отводят тепло (до 80% всего тепла, воспринимаемого
днищем поршня при сгорании смеси). В наиболее тяжелых условиях работает верхнее
кольцо потому, что оно подвергается воздействию высокой температуры, хуже смазывается и
воспринимает наиболее высокое давление газов. Маслосъемные кольца (рис. 24, б)
распределяют масло по зеркалу цилиндра, снимают лишнее масло и препятствуют
проникновению его в камеру сгорания.
Поршневые кольца изготовляют из специального чугуна. Для увеличения износостойкости кольца покрывают слоем пористого хрома, а для улучшения приработки лудят.
Поршневые кольца характеризуются наружным диаметром, высотой, радиальной толщиной, упругостью и формой разреза в стыке. Наружный диаметр кольца должен соответствовать размеру цилиндра. Применяются узкие поршневые кольца (высотой 1,5—2 мм) и широкие (высотой 2,5—3 мм). Узкие кольца надежнее работают при больших скоростях движения поршня. Радиальная толщина колец возрастает с увеличением диаметра цилиндра.
Маслосъемные кольца обычно более широкие (высота до 5 мм), чем компрессионные, и имеют на наружной рабочей поверхности прямоугольную канавку со сквозными прорезями. Маслосъемное кольцо, прижимаясь рабочей поверхностью к зеркалу цилиндра с большей силой, чем компрессионное кольцо, снимает острыми нижними кромками масло с зеркала. Через прорези в кольце и в канавке масло отводится внутрь поршня.
В некоторых случаях применяют компрессионные кольца со ступенчатой фаской с внутренней (рис. 24, е) или наружной (рис. 24, ж) стороны. Кольца первого типа устанавливают в верхнюю канавку фаской к камере сгорания. Сжатое кольцо перекашивается и нижняя наружная кромка его рабочей поверхности прижимается к зеркалу. Такое кольцо, быстро прирабатываясь, предотвращает прорыв газов, а перемещение его в канавке вдоль поршня затруднено. Кольца второго типа, устанавливаемые в канавки под первым кольцом, частично выполняют функцию маслосъемного кольца.
Поршневые кольца имеют прямой стык. Раньше его делали ступенчатым или косым (см. рис. 23, в), но от таких стыков отказались, так как они не улучшают компрессию по сравнению с кольцами с прямым стыком и сложнее в изготовлении. В стыке поршневых колец двухтактных двигателей сделана выемка (рис. 24, г) или выступ (рис. 24, д) для сопряжения со стопором или выемкой в канавке поршня и предохранения кольца от проворачивания в канавке.
Поршневой палец (рис. 25, а) представляет собой полый стержень со шлифованной
наружной поверхностью. Чтобы палец был износостойким и не ломался от ударных
нагрузок, он должен быть твердым снаружи и мягким изнутри. Для этого палец цементуют и
закаливают или закаливают токами высокой частоты. Чтобы поршневой палец был
прочным, он имеет в средней части утолщение (рис. 25, б).
Поршневой палец устанавливают в бобышках поршня более плотно, чем во втулке шатуна, так как отверстия в бобышках от нагревания расширяются. Такой палец, вращающийся и в бобышках поршня, и во втулке шатуна, называется плавающим. От осевого перемещения палец удерживается в поршне запорными пружинными кольцами из проволоки (рис. 25, в) или из листового материала (рис. 25, г). При осевом перемещении поршневого пальца на зеркале цилиндра образуются глубокие борозды.
Запорные кольца вставлены в канавки отверстий бобышек. У некоторых двигателей канавки для запорных колец сделаны не в поршне, а на поршневом пальце (мотоцикл Харлей-Давидсон), как показано на рис. 25, д. Достаточно надежным было применявшееся ранее закрепление пальца бронзовыми или алюминиевыми грибками (рис. 25, е), вставленными в торцы пальца и предохраняющими его от непосредственного контакта с зеркалом.
У шатуна (рис. 26, а) различают среднюю часть, или стержень 3, верхнюю 7 и
нижнюю 4 головки. Средняя часть в сечении имеет двутавровую или овальную форму.
В верхней головке запрессована бронзовая втулка 2 — подшипник для поршневого
пальца. В некоторых конструкциях палец вращается непосредственно в отверстии
верхней головки шатуна или в игольчатом подшипнике. В головке и втулке сделаны
сквозные отверстия для смазки.
В нижней головке 4, надетой на кривошипный палец, находится роликовый или игольчатый подшипник, а иногда подшипник скольжения. На цилиндрической поверхности головки имеются отверстия, а на боковой — выемки для смазки.
Шатун изготовляют обычно из стали, реже — из алюминиевого сплава.
Нижняя головка шатуна, как правило, неразъемная. Наружной обоймой роликового или игольчатого подшипника служит головка с термически обработанной внутренней поверхностью или запрессованное в нее кольцо 5. Внутренним кольцом подшипника служит кривошипный палец или напрессованное на него кольцо. Ролики и иголки могут быть заключены в сепаратор 6 (рис. 26, г). Сепаратор изготовляют из стали, бронзы или дюралюминия. Для большей надежности вместо длинных роликов устанавливают один, два или три ряда коротких роликов. С боков шатун имеет закаленные шайбы 7.
Шатуны и подшипники их нижней головки имеют различную конструкцию. Так, например, для надежности работы подшипника (на случай заклинивания роликов) и предупреждения обычно наблюдаемого одностороннего износа подшипника шатуна внутреннее кольцо 8 делают плавающим по кривошипному пальцу. Некоторые шатуны имеют разъемную нижнюю головку (рис. 26, б) и устанавливаются на игольчатом подшипнике или подшипнике скольжения, состоящем, как и у подшипника шатуна автомобильного двигателя, из двух вкладышей 11. Нижняя крышка 9 скреплена с шатуном гайками 10. В двухцилиндровых V-образных двигателях, у которых оба шатуна закреплены на одной шейке, применена получившая наибольшее распространение, конструкция, состоящая из вильчатого шатуна (чаще переднего) и внутреннего шатуна (рис. 26, в).
Коленчатый вал имеет один или несколько кривошипов. Кривошип (рис. 27) состоит из кривошипного пальца или шатунной шейки, охватываемой головкой шатуна 1, двух щек 2, являющихся во многих конструкциях маховиками, и двух коренных пальцев 3 (или шеек), на которых кривошип вращается в подшипниках, установленных в картере. Для небольших двигателей, например велосипедных, нередко применяют кривошип упрощенной конструкции (с одной щекой и одним коренным пальцем).
Кривошипы выполняют разборными и неразборными. Применяются также
коленчатые валы автомобильного типа, стальные кованые. Разборный кривошип может
быть разобран и собран мотоциклистом. Разборку и сборку неразборного кривошипа
производят только с помощью прессового оборудования на заводе.
Кривошипы разборного типа (рис. 27, г) установлены на многих четырехтактных двигателях мотоциклов с цепной передачей. У таких кривошипов конусные концы кривошипных пальцев соединены со щеками с помощью шпонки и гайки. Неразборные кривошипы с цилиндрической посадочной частью у кривошипного и коренных пальцев (рис. 25, а) менее прочны, но стоимость их изготовления ниже. Их устанавливают на двухтактных двигателях, отличающихся относительно небольшим давлением газов во время рабочего хода, отечественных и зарубежных мотоциклов.
Коленчатый вал у двухтактного двухцилиндрового двигателя мотоцикла ИЖ «Юпитер» неразборный (рис. 27, б),,состоит из двух кривошипов, скреплённых между собой по середине в маховике. Концы обращенных одна к другой коренных шеек фиксированы в разрезном отверстии маховика с помощью шпонок и закреплены в нем, как в хомуте, болтом. Щеки кривошипа сделаны как одно целое с коренными шейками, а шатунные шейки запрессованы в щеки и приварены к ним электросваркой.
Коленчатый вал двухцилиндрового двухтактного двтагателя мотоцикла Ява - 350 спрессован из отдельных деталей (рис. 27, д).
Неразборный коленчатый вал двухцилиндрового двигателя (рис. 27, в) мотоцикла М-72 состоит из двух крайних щек, откованных как одно целое с коренными шейками, средней щеки и двух кривошипных пальцев. Один конец у кривошипных пальцев имеет небольшую конусность. Конусные концы пальцев запрессованы в крайние щеки, а цилиндрические концы — в среднюю щеку. Коленчатые валы мотоциклов К-750 и М-62 «Урал» имеют подобное устройство.
В результате вращательного и возвратно-поступательного движения в деталях кривошипного механизма развиваются большие инерционные силы, которые, если их в известной степени не уравновесить, дополнительно нагружают подшипники, препятствуют увеличению числа оборотов коленчатого вала, вызывают сотрясения двигателя и всего мотоцикла. На щеках кривошипа, а также на тех маховиках, которые служат щеками кривошипа, имеется утолщение, служащее противовесом 4. Эти противовесы, уравновешивая на 45—66% массу деталей, движущихся возвратно-поступательно, уменьшают инерционные силы, возникающие при работе двигателя. Полное устранение неуравновешенных сил практически невозможно.
Наименее уравновешенными являются одноцилиндровые двигатели. Из двигателей, получивших наибольшее распространение, лучше уравновешены двухцилиндровые двигатели с противолежащими цилиндрами (например, двигатель мотоцикла М-61).
Основная масса маховика приходится на обод, так как центральную часть его делают легкой. Такой маховик, имея малую массу, обладает при вращении наибольшей энергией.
При работе двигателя вращающийся маховик в течение рабочего хода накапливает анергию, а во время подготовительных тактов расходует её. В результате этого толчки, получаемые кривошипом, сглаживаются, и вращение коленчатого вала происходит равномернее. Кроме того, маховик облегчает трогание мотоцикла с места. Перед троганием мотоцикла с места повышают число оборотов коленчатого вала, чтобы увеличить энергию вращающегося маховика. При постепенном включении сцепления мотоцикл трогается с места главным образом за счет накопленной в маховике энергии.
Чем тяжелее маховик, тем лучше при прочих равных условиях поддерживается равномерность хода мотоцикла и тем легче пустить двигатель, расходуя накопленную в маховике энергию для сжатия смеси в цилиндре. Но тяжелый маховик имеет и недостаток: он уменьшает приемистость двигателя и, следовательно, ускорение мотоцикла.
Мотоциклетные двигатели имеют маховики, размещенные в картере, или один маховик, расположенный вне картера. Кроме прямого назначения, маховик обычно используется и для других целей. У большинства двигателей с расположением маховиков внутри картера маховики являются одновременно щеками кривошипа. На каждом из них, кроме массивного обода, сделан противовес. Маховик, расположенный снаружи картера, не имеет противовесов. В этом случае противовесами являются соответствующие утолщения щек кривошипа. Такой маховик обычно является частью генератора или магнето или частью муфты сцепления.
Нижняя часть двигателя, называемая картером, служит для соединения в одно целое механизмов, помещенных внутри него, и вспомогательных приборов, расположенных снаружи двигателя.
Картеры изготовляют из алюминиевого сплава. Картер имеет ушки для крепления двигателя к раме мотоцикла. Дополнительным креплением служит также так называемый гаситель колебаний — пластина (или угольник), соединяющая головку цилиндра или картер с рамой. В некоторых конструкциях для основного крепления двигателя на мотоцикле, помимо картера, используют еще и цилиндр двигателя (мотоцикл «Пантер»). В настоящее время в связи с изготовлением безрамных мотоциклов такое крепление, возможно, будет применяться чаще.
В основной полости картера помещен кривошип. Картер четырехтактных двигателей имеет дополнительную полость, в которой размещена часть механизма газораспределения (рис. 28, а). В картере также имеются устройства для вентиляции, отсеки для масла, каналы и отверстия для насоса, фильтров, маслоналивных и спускных пробок и других частей системы смазки. У двухтактных двигателей (рис. 28, б) полость картера, в которой расположен кривошип, выполняет функции продувочного насоса цилиндра. Поэтому ее оснащают сальниками и делают герметичной. Для двухтактных двигателей преимущественно применяют картеры, у которых в общей отливке объединены полости для кривошипа, коробки передач, сцепления, передней передачи, генератора и других приборов электрооборудования.
Картеры большинства двигателей состоят из двух половин с разъемом в
вертикальной плоскости, скрепленных поперечными болтами. Менее
распространены картеры туннельного типа (рис. 28, в) со съемной передней или
задней крышкой (мотоцикл М-61). В отдельных конструкциях картер иногда имеет
разъем в горизонтальной плоскости. В стенках картера или в его крышках
расточены гнезда для запрессовки сальников и коренных подшипников
коленчатого вала шариковых радиально-упорных или роликовых подшипников. Со
стороны более нагруженной коренной шейки в картере многих двигателей
устанавливают подшипник усиленного типа или два подшипника. У
четырехтактных двигателей с цепной передачей больше нагружена коренная шейка
с ведущей шестерней, меньше — шейка с распределительной шестерней. У
двухтактных двигателей с наружным расположением маховика больше нагружена
коренная шейка, несущая маховик, а при внутреннем расположении маховиков —
коренная шейка, на которой закреплена ведущая шестерня.
Осевая фиксация кривошипа в картере осуществляется непосредственно коренными подшипниками или с помощью регулировочных закаленных шайб, расположенных между кривошипом и коренным подшипниками.
Если на кривошип по оси действует сила от механизма выключения сцепления, то кривошип в картере фиксируется передним коренным подшипником (двигатель мотоцикла М-62 «Урал», М-61 и двигатели, подобные ему). Гнездо в картере имеет крышку, удерживающую подшипник от осевого перемещения.
У четырехтактных двигателей некоторая часть отработавших газов и частицы
несгоревшего топлива проникают из цилиндра в картер, вследствие чего загрязняется и
разжижается масло и повышается давление в картере. Под действием избыточного
давления масло из картера вытесняется через сальники наружу. Кроме того,
избыточное давление способствует проникновению масла в камеру сгорания. Поэтому
необходимо вентилировать картер и поддерживать нормальное давление в нем. Вместе
с тем нельзя в картере создать и разрежение, чтобы в него не засасывалась через
подшипники вместе с наружным воздухом пыль. Устройство для вентиляции,
называемое сапуном, не препятствует выходу из картера газов, но задерживает масло и
преграждает доступ в картер наружного воздуха.
На рис. 29 показан-сапун золотникового типа (двигатель мотоцикла М-61 и двигатели, подобные ему). Золотник (ротор) этого сапуна представляет собой втулку с фланцем, вращающуюся в гнезде, расточенном в передней крышке картера. Во фланце просверлены радиальные каналы 1, а во втулке — два диаметрально расположенных окна 2. Ротор приводится во вращение распределительным валом с помощью поводка — штифта. Масляный туман из картера, поступая во вращающийся ротор сапуна через радиальные каналы, сепарируется: масло отбрасывается обратно в картер, а газы проходят внутрь ротора. При движении поршней от в. м. т. к н. м. т. окна ротора совпадают с окном в гнезде 3, соединенном вентиляционной трубкой, выводящей газы в атмосферу. При движении поршней от,н. м. т. к в. м. т. ротор перекрывает окно в гнезде.
Для более надежной защиты картера от пыли на вентиляционной трубке некоторых мотоциклов установлен отдельный сетчатый воздушный фильтр.
Ротор изготовлен из металла и даже при небольшом износе его слышен стук. Бесшумно работает ротор из фторопласта.
Аналогично работает сапун с плоским ротором, прижатый пружиной к передней крышке картера.
Для предупреждения вытекания масла через подшипники вращающихся валов в
картере установлены самоподжимные сальники из бензо-маслостойкой резины
(прежде ставили фетровые сальники) и втулки с лабиринтными канавками, а
также различные маслоудерживающие устройства.
Самоподжимные сальники, изготовляемые из бензо-маслостойкой резины (рис. 30, а), имеют жесткий армированный корпус 1 для запрессовки в посадочное отверстие и внутренний эластичный воротник 3, упруго охватывающий вал. Снаружи на воротник сальника надето сжимающее его кольцо 2 из спиральной пружины. Сальник устанавливают пружиной в сторону полости с повышенным давлением. Исправный самоподжимающийся сальник пропускает масло, если на поясе контакта вала с воротником сальника имеются царапины, раковины и другие подобные повреждения поверхности.
Лабиринтные сальники (рис. 30, б) — это втулки с несколькими кольцевыми канавками на внутренней поверхности, установленные на валу с небольшим зазором.
У применявшихся ранее фетровых сальников (рис. 30, в) кольцо 6 из фетра, запрессованное в обойму или непосредственно в выточку в картере, скользит по отполированным валу или ступице маховика, шестерни, имеющим резьбовую маслосгонную канавку 7. Направление резьбы такое, что при вращении вала масло отгоняется обратно внутрь картера. Фетровый сальник с маслосгонной канавкой работает надежнее в сочетании с маслоотражательной шайбой 5, отбрасывающей при вращении (вследствие центробежной силы) масло от сальника. Задержанное сальником масло сливается обратно в картер через канал 8.
У двухтактных двигателей для получения необходимой герметичности применяют преимущественно самоподжимные сальники, иногда лабиринтные втулки. Для надежности в дополнение к сальникам устанавливают еще шайбу-мембрану, нагруженную слабой пружиной — волнистой шайбой. Шайба-мембрана, работая как автоматический клапан, при, разрежении в картере прижимается к торцу наружной обоймы подшипника и обеспечивает тем самым лучшую герметизацию.
bike78.narod.ru
| Знаю, что бывают двухтактные и четырехтактные двигатели, но плохо представляю разницу между ними. А еще говорят — «двигатель внутреннего сгорания». Это то же самое или что-то совсем другое? Чтобы наши дальнейшие рассуждения были более понятны, давайте вначале договоримся о терминологии, хотя бы об основных понятиях. Двигатель внутреннего сгорания (ДВС) — механическое устройство, в котором химическая энергия сгорающего топлива превращается в тепловую, а затем — в механическую. Сгорание топлива происходит непосредственно внутри двигателя мотоцикла, в так называемой камере сгорания, образованной цилиндром и его головкой. Рабочим циклом называется совокупность рабочих процессов, последовательно происходящих в цилиндре. Таких процессов пять: впуск сжатие сгорание расширение выпуск. Поршень — деталь двигателя мотоцикла, воспринимающая давление газов, образовавшихся при сгорании топлива, и передающая это давление через поршневой палец и шатун на коленчатый вал. Цилиндр — деталь, внутри которой перемещается поршень. Внутренняя поверхность цилиндра является для поршня направляющей, наружная служит для отвода тепла. Верхняя мертвая точка (ВМТ) — крайнее верхнее положение поршня. Нижняя мертвая точка (НМТ) — крайнее нижнее положение поршня. Такт (или ход) — перемещение поршня из одного крайнего по-ложения в другое. За один такт коленчатый вал поворачивается на 180° (на пол-оборота). Рабочий объем цилиндра — объем, освобождаемый поршнем при его движении от ВМТ к НМТ. Рабочий объем двигателей мотоцикла измеряется в кубических сантиметрах. Для одноцилиндрового двигателя мотоцикла рабочий объем одного цилиндра является и рабочим объемом двигателя. Для многоцилиндровых двигателей рабочий объем определяется как сумма рабочих объемов цилиндров. (Иногда рабочий объем мотоциклетного двигателя называют литражом). В формулах рабочий объем обозначается Vh. Объем камеры сгорания — это объем над поршнем при ею на-хождении в ВМТ. Он обозначается Vc. Полным объемом цилиндра называется сумма рабочего объема Vh и объема камеры сгорания Vc. Степень сжатия (е) — отношение полного объема цилиндра к объему камеры сгорания. g = Vh + Ус; Vc Степень сжатия показывает, во сколько раз уменьшается объем рабочей смеси в цилиндре при перемещении поршня из НМТ в ВМТ Двухтактный двигатель мотоцикла — двигатель внутреннего сгорания, в котором полный рабочий цикл происходит за два такта или, что одно и то же, за один оборот коленчатого вала. Четырехтактный двигатель мотоцикла — то же самое, но полный рабочий цикл происходит за четыре такта, то есть за два полных оборота коленчатого вала. Понятно, что это далеко не все термины, с которыми бы будем, сталкиваться в дальнейшем. И потому по мере надобности мы будем объяснять все новые и новые понятия. Пока же этого достаточно, чтобы перейти к главному: рассмотреть рабочие процессы и разобраться в устройстве двигателя. Рабочий цикл двигателя мотоцикла Его рассмотрение мы начнем с четырехтактного мотоциклетного двигателя — так легче понять процессы. Первый ход поршня вниз используется для впуска в цилиндр горючей смеси, состояшей из паров топлива и воздуха, связанных определенной пропорцией. Горючая смесь поступает через открытый впускной клапан. Это такт впуска. Когда поршень достигнет НМТ, впускной клапан закроется и поршень, двигаясь в обратном направлении, начнет сжимать смесь, совершая такт сжатия. При сжатии смесь нагревается и активно перемешивается. Около ВМТ смесь поджигается и сгорает. При этом объем газов, многократно увеличивается, возрастает давление в камере сгорания. Поршень под действием этого давления начинает двигаться вниз, происходит такт расширения — единственный полезный рабочий ход. Когда поршень находится у НМТ, открывается выпускной клапан, и отработавшие газы начинают выходить в атмосферу Двигающийся к ВМТ поршень активно их вытесняет — происходит такт выпуска. Затем весь цикл повторяется. В рассмотренном нами рабочем цикле мы для простоты восприятия считали, что впускной клапан открывается при положении поршня в ВМТ, а выпускной открывается, когда поршень находится в НМТ. На самом деле в реальном двигателе мотоцикла все гораздо сложнее. Судите сами — ведь клапан не может открыться мгновенно. Для его полного открытия необходимо какое-то время, как и для закрытия. Поэтому открываться впускной клапан начинает еще до прихода поршня в ВМТ — это называется опережением впуска. Соответственно и закрывается он после прихода поршня в НМТ (запаздывание впуска). То же самое происходит с выпускным клапаном: он открывается до прихода поршня в НМТ (опережение выпуска) и закрывается после ВМТ (запаздывание выпуска). Периоды открытия клапанов — они обычно измеряются в градусах поворота коленчатого вала — называются фазами газораспределения. Пользуясь теперь этим термином, можно сказать, что открытие клапанов с опережением и закрытие с запаздыванием увеличивает длительность фаз (расширяет фазы). В результате, улучшаются наполнение цилиндра горючей смесью и очистка его от отработавших газов, повышается мощность двигателя мотоцикла. Для наглядности фазы принято изображать в виде круговой диафаммы. Глядя на нее, даже неподготовленный зритель увидит, что существуют периоды, когда одновременно открыты оба клапана. Эти периоды принято называть перекрытием клапанов. B это время происходят сразу два процесса: заряд цилиндра свежей смесью и очистка его от отработавших газов. С одной стороны, это плохо: часть свежего заряда буквально «вылетает в трубу». С другой стороны, при этом улучшается качество свежего заряда и, значит, горение, стало быть, повышается мощность двигателя мото. Из тех же соображений повышения мощности рабочую смесь в камере сгорания и поджигать, очевидно, следует не в момент прихода поршня в ВМТ, а гораздо раньше (ведь горение — процесс, то же требующий времени). Причем не просто «раньше», а с таким расчетом, чтобы начало рабочего хода совпало с пиком давления над поршнем. Этот момент опережения зажигания для каждого двигателя строго индивидуален. От его величины зависят легкость пуска, развиваемая мощность и топливная экономичность двигателя. — В четырехтактном двигателе все просто: открываются и закрываются клапаны, происходит впуск и выпуск смеси и газов. Но в двухтактном моторе клапанов нет, а он тоже работает. Как же так ? Верно, главное отличие двухтактного двигателя мотоцикла, как раз в том и состоит, что у него нет клапанов. Но процесс газораспределения здесь протекает по тем же законам. Только «заведует» всем этим... поршень. Другое отличие состоит в том, что рабочий процесс происходит не только над поршнем, как в четырехтактном моторе мотоцикла, но и под поршнем, в так называемой кривошипной камере, которая в связи с этим делается герметичной. А третье отличие — в устройстве цилиндра и головки. Если у четырехтактника цилиндр очень простой, а головка сложная (в ней, как правило, размещаются клапаны), то у двухтактного мотора наоборот: в стенках цилиндра имеются окна и каналы сложной конфигурации, а головка простая. Чем вызваны эти различия, мы поймем, когда рассмотрим, как протекает рабочий процесс в двухтактном. Итак, поршень движется вверх. Как только его верхняя кромка перекроет левый продувочный канал, соединяющий цилиндр с кривошипной камерой, в картере под поршнем начинает образовываться разрежение. Пока правый выпускной канал еще открыт, в цилиндре над поршнем идет выпуск и продувка. Но как только верхняя кромка поршня перекроет и этот канал, начнется сжатие. Продолжая двигаться вверх, поршень своей нижней кромкой откроет правый впускной канал, а он ниже выпускного), и в кривошипную камеру, в полость под поршнем, начнет поступать свежая горючая смесь из карбюратора. Начнется впуск. В момент, когда поршень приблизится к ВМТ на расстояние соответствующее опережению зажигания (вы уже знаете об этом), искровой разряд подожжет сжатую в камере сгорания смесь. Образовавшиеся при этом горячие газы, стремясь расшириться, заставят поршень, по инерции прошедший ВМТ, устремиться вниз. Когда нижняя кромка поршня перекроет впускное окно, в кривошипной камере начнется сжатие (его называют предварительным). Давление под поршнем повысится до 1,25—1,5 см3 Когда верхняя кромка головки поршня, все еще идущего вниз откроет выпускное окно, отработавшие газы, сохранившие достаточное давление, устремятся в выпускную систему. Начнется выпуск, к тому моменту когда давление над поршнем станет почти равным атмосферному, головка поршня откроет и левое продувочное окно. Предварительно сжатая в кривошипной камере горючая смесь через продувочный канал направится в цилиндр и заполнит его, вытесняя отработавшие газы и частично смешиваясь с ними. При этом часть свежего заряда, понятно, вылетит в выпускное окно. (Это называется «прямой выброс»). Произойдет продувка. Она закончится, когда прошедший НМТ поршень начнет двигаться вверх и перекроет продувочное окно. Выпуск же будет продолжаться до тех пор, пока и выпускное окно не будет перекрыто. Если попытаться построить уже знакомую нам диаграмму фаз газораспределения, то придется показывать одновременно два процесса: один, происходящий над поршнем, в цилиндре, и другой, протекающий под ним, в кривошипной камере. В результате полу-чится две диаграммы, два кольца. Внутреннее обычно изображает процессы в картере, наружное — в цилиндре). Диаграммы, естественно, имеют абсолютно симметричные фазы газораспределения. — Если в двухтактном двигателе рабочий ход происходит в два ра-за чаще, чем в четырехтактном, то и мощность при том же рабочем объеме должна быть в два раза больше? Или я чего-то не понимаю? Ну, конечно же, все должно быть именно так. Теоретически. А на практике выходит подругому. Несмотря на все ухищрения конструкторов, цилиндры двух-тактных моторов мотоциклов все же плохо очищаются от отработавших газов. Как следствие, в них меньше попадает свежей смеси — значит, и процесс горения идет хуже. К тому же часть свежей смеси успевает выскочить в выпускное окно, вовсе не поработав (помните «прямой выброс»?). А одно только это обстоятельство увеличивает расход топлива на 20-30%. А есть еще «обратный выброс», в карбюратор! На мотоциклах 50—60-х годов, имевших простые сетчатые воздушные фильтры, потери от обратного выброса составляли тоже ощутимую величину — до 25%... Словом, не получается двойного выигрыша в мощности, сколько ни старайся. Да еше и по токсичности «двухтактник» явно «грязнее» своего четырехтактного соперника. Тут бы мог прозвучать следующий вопрос: «А зачем же тогда..?» Его в моей почте нет, но он подразумевается с тех самых пор, как шотландский инженер Дугалд Клерк в 1877 году создал двухтактный двигатель такой противоречивый, имеющий множество пороков — и вот уже больше века не сдающийся. А потому ответим. Затем, что двухтактник гораздо проще по устройству. Проще в изготовлении. Надежнее. Проще в эксплуатации. И дешевле. Согласитесь — не так уж мало. А если еще принять во внимание, что двухтактные двигатели тоже непрерывно совершенствуются (по последним сведениям, австралийской кампанией «Orbital» разработан новый принцип продувки двухтактного двигателя, который выводит этот мотор по топливной экономичности и мощности на один уровень с лучшими четырехтактными образцами), то спор между разными моторами, длящийся уже не одно десятилетие, может никогда не закончиться.
Цилиндропоршневая группа и кривошипно—шатунный механизм Если у кого-то от этого длинного и чуть-чуть заумного названия побежали мурашки по коже, то это зря. На самом деле в "группу" входят только цилиндр и поршень, а «механизм» объединяет лишь два узла: шатун и коленчатый вал. Цилиндр — одна из главных деталей двигателя. Внутренняя по верхность цилиндра служит направляющей для поршня, а через наружную отводится тепло. Цилиндр четырехтактного двигателя самый простой. Обычно он изготавливается из специального чугуна. Внутренняя поверхность, «зеркало», обработана до высокой точности и чистоты. Причем с помощью особой технологии на эту поверхность наносится сетка микроканавок, удерживающих смазку и продляющих срок службы цилиндра. Если двигатель охлаждается набегающим встречным потоком воздуха, то наружная поверхность цилиндра снабжается развитыми ребрами, улучшающими отвод тепла. Если охлаждение жидкостное — вокруг цилиндра устраивается «рубашка», в которой циркулирует жидкость. В нижней части цилиндра имеется фланец для крепления к картеру двигателя; в верхней — шпильки для крепления головки. Это, конечно, лишь общая примитивная схема. На самом деле конструкций великое множество. Что ни мотоцикл, то иная конструкция цилиндра. Например, чугун, хорошо работающий на истирание и сулящий долговечность, для современного двигателя не годится — слишком тяжелыми были бы цилиндры. И потому инженеры придумали «слоеный» вариант: из чугуна делается только внутренняя тонкостенная гильза, а наружная рубашка — из алюминия. И получилось очень здорово. Ведь алюминий обладает прекрасной теплопроводностью. А как раз это и требуется от рубашки. Цилиндр двухтактного двигателя гораздо сложнее. В нем, как вы помните, на разной высоте имеются каналы: впускной, выпускной и продувочный. Причем продувочных каналов может быть несколько. Так как из соображений снижения веса цилиндры двухтактных двигателей тоже сплошь и рядом делают слоеными, то окна в гильзе должны очень точно совпадать с окнами в рубашке: если такого совпадения не будет, резко ухудшится протекание рабочих процессов, мотоцикл потеряет мощность и экономичность. Поэтому спортсмены, использующие двухтактные двигатели, нередко вручную заполировывают каналы и придают входным и выходным кромкам специальную форму, которая обеспечивает наилучшее перетекание горючей смеси. Продувке двухтактных двигателей во все времена уделялось самое серьезное внимание. Выход каналов в цилиндр строился под строго определенным углом, ширина и высота окон тщательно просчитывались. Иногда для лучшего завихрения топливовоздушной смеси на головке поршня даже устраивался специальный гребешок-отражатель, дефлектор. И типы продувок получали специальные названия: поперечная, возвратно-петлевая, трехканальная, крестообразная и т.д. Не будем на этом останавливаться. Для Вас, начинающих мотоциклистов, сказанного вполне достаточно, что бы уяснить, как важна продувка для двухтактного двигателя. — Читал, что бывают двухцилиндровые двигатели объемом всег 125 см, а бывают и одноцилиндровые с «горшком» в 600 «кубиков». Почему так ? С самого своего рождения и многие, многие годы мотоциклетный двигатель был преимущественно одноцилиндровым. Разве, что в классе 750 см3 и выше конструкторы снабжали его парой цилиндров. Да и то отчасти поневоле: приходилось считаться с тем, что не каждый водитель физически в состоянии преодолеть сопротивление смеси, сжимаемой в таком объеме, и провернуть коленчатый вал при пуске. Одноцилиндровые моторы, как двухтактные, так и четырехтактные, по сей день строятся во всех странах мира и устанавливаются на мотоциклы в тех случаях, когда заведомо главными качествами выступают простота устройства, надежность и дешевизна. В основном это моторы малых кубатур, рабочим объемом до 100-125 см3 Однако за рубежом появилось целое поколение одноцилиндровых 600-кубовых мотоциклов, таких как Yamaha SZR 660, Suzuki LS 650Р, КТМ 620 EGS, HondaXR 650L и им подоб-ных. Чем это вызвано? Чтобы разобраться, начнем «от печки». Известно, что одноцилиндровый двигатель имеет множество врожденных пороков. Главные из них — неуравновешенность, неравномерность крутящего момента, склонность к вибрациям на больших оборотах, напряженность теплового режима. Прежде, при сравнительной тихоходности моторов, эти недостатки не так бросались в глаза и с ними можно было мириться. С ростом мощностей ситуация стала обостряться. И со временем явно наметилась склонность к росту числа цилиндров. Как правило, двигатели от 250 см3 и выше уже сейчас имеют два и больше цилиндров. Это дробление рабочего объема позволило заметно поднять литровую мощность за счет увеличения числа оборотов и степени сжатия. Подсчитано, однако, что уменьшать объем одного цилиндра и увеличивать их число можно до определенного предела. Таким пределом по объему считаются 62 см3 и по числу — восемь. В качестве примера можно назвать некогда знаменитый четырехтактный четырехцилиндровый 350-кубовый двигатель гоночного мотоцикла «Восток» (С-364) или четырехтактный восьмицилиндровый(!) 500-кубовый двигатель итальянского гоночного мотоцикла «Guzzi». Дальнейшее увеличение числа цилиндров сталкивается с почти непреодолимыми трудностями компоновки и может быть оправдано только в случае единичного или штучного, в крайнем случае, исполнения. Для серийных же мотоциклов строятся двух, трех и четырехцилиндровые моторы. Не надо обладать богатым воображением, чтобы понять, что сделать одноцилиндровый 350-кубовый двигатель гораздо проще и дешевле, чем того же объема четырехцилиндровый. Но не только простотой и надежностью объясняется появление на Западе настоящей волны «больших горшков». Дело в том, что одноцилиндровый двигатель большого объема для сглаживания пульсаций снабжается массивным маховиком, который обеспечивает великолепную равномерность крутящего момента при очень низких оборотах. Долгое время это хорошее качество напрочь уничтожалось чудовищными вибрациями, присущими такому мотору Но после того как с этой неприятностью научились бороться с помощью особых уравновешивающих валов, ничто уже не могло помешать широкому распространению одноцилиндровых двигателей больших кубатур. А тут еще выяснилось, что для «прошивания» городских пробок нет лучшего средства, чем специальный мотоцикл: узкий, легкий в управлении, мощный, способный динамично разгоняться, а в случае надобности — и тащиться в потоке со скоростью пешехода. Такие мотоциклы получили название городских «эндуро», и для них идеально подошли одноцилиндровые 600-кубовые двигатели: уз-кие, мощные, обладающие нужными характеристиками. Вообще о цилиндрах можно говорить очень долго — ведь их количество и расположение всегда указывается как одна их первых и наиболее важных характеристик мотоцикла. |
baik.moy.su
У двухтактных двигателей с кривошипно-кам.ерной продувкой нет специального механизма газораспределения. Газораспределение осуществляется с помощью цилиндра, поршня и картера, при этом корпусом продувочного насоса служит кривошипная камера.
В цилиндре имеются окна, которые открываются и закрываются движущимся поршнем. Через окна в цилиндр поступает горючая смесь из картера и выходят из цилиндра отработавшие газы.
В двухтактных двигателях применяют петлевые и прямоточные схемы продувки. Петлевые схемы характеризуются поворотом горючей смеси при ее движении внутри цилиндра таким образом, что она обра-вуетлетлю. Различают возвратную и поперечную петлевые схемы.
При прямоточной схеме горючая смесь обычно входит с одного конца цилиндра, а
продукты сгорания выходят с другого конца.
Ниже описаны двигатели с различными видами систем газораспределения.
На рис. 54, а показан цилиндр с продувочным окном, расположенным напротив выпускного окна. При продувке, когда поршень находится вблизи н. м. т., горючая смесь, предварительно сжатая в картере, поступает через продувочное окно в цилиндр и направляется имеющимся на поршне дефлектором вверх к камере сгорания. Затем горючая смесь опускается вниз, вытесняя отработавшие газы через выпускное окно, которое к концу продувки закрывается. При вытеснении из цилиндра через выпускное окно отработавших газов происходит незначительная утечка горючей смеси.
Описанная поперечная продувка" почти не применяется. Более совершенной является возвратно-петлевая продувка, осуществляемая при обычном поршне с плоской или слегка выпуклой головкой. Такие поршни дают возможность применять камеру сгорания, близкую по форме к полусферической камере.
При возвратно-петлевой продувке в цилиндре двигателя имеются два продувочных окна (рис. 54, б), направляющих две струи горючей смеси под углом одна к другой на стенку цилиндра, расположенную против выпускного окна. Струи горючей смеси поднимаются вверх к камере сгорания и, делая петлю, опускаются вниз, к выпускному окну. Таким образом происходит вытеснение отработавших газов и заполнение цилиндра свежей смесью.
Наибольшее распространение имеет возвратная двухканальная продувка. Она применяется как в двигателях отечественных, так и зарубежных мотоциклов (М-104, «Ковровец-175А», «Ковро-вец-175Б» и «Ковровец-175В», ИЖ «Юпитер», Ява, «Панония», и др.).
Трехканальная продувка (рис. 54, е) применяется, например, у двигателей Цюндап,
четырехканальная продувка (рис. 54, г) — у двигателей мотоциклов ИЖ-56,
крестообразная двухканальная продувка (рис. 54, д) — у двигателей Арди,
четырехканальная (рис. 54, е) —_.у двигателей Вильерс.
При всех описанных способах продувки однопоршневой двигатель имеет
симметричную диаграмму фаз газораспределения (рис. 55). Это означает, что* если
фаза впуска начинается до прихода поршня в в. м. т. (например, за 67,5°), то окончание
ее наступает через 67,5° угла поворота коленчатого вала после в. м. т. Также
начинаются и заканчиваются относительно н. м. т. фазы выпуска и продувки. Фаза
выпуска больше фазы продувки. Заполнение цилиндра горючей смесью происходит все
время при открытом выпускном окне. Эта особенность газораспределения с
симметричными фазами ограничивает возможность увеличения литровой мощности
двигателя. Кроме того, в сжатой рабочей смеси содержится относительно много
остаточных газов. Чтобы уменьшить количество остаточных газов и улучшить
наполнение цилиндра горючей смесью, совершенствуют продувку. Для этого иногда
изменяют конструкцию двигателя, хотя более целесообразно добиваться повышения
мощности у обычного двухтактного двигателя, не усложняя его конструкцию. У
двигателя Дунелт (рис. 56, а) для увеличения количества поступающей горючей смеси
применен ступенчатый поршень. Объем, описываемый нижней частью поршня
увеличенного диаметра, примерно на 50% больше объема верхней части цилиндра.
У двигателя Бекамо (рис. 56, б) установлен дополнительный цилиндр большого диаметра с поршнем, имеющим небольшой ход. Поршень приводится в движение шатуном от дополнительного кривошипа на коленчатом валу. Такие двигатели в отличие от двигателей с нагнетателями называют двигателями с «подпором» (двигатели указанного типа устанавливали, в частности, на некоторых отечественных спортивных мотоциклах). У этих двигателей газораспределение с симметричными фазами осуществляется одним поршнем. Однако выпускное окно закрывается позже продувочного. Поршень подает дополнительное количество смеси при открытом выпускном окне, вследствие чего цилиндр не наполняется сжатой горючей смесью, как это наблюдается в двигателе с нагнетателем, у которого впуск частично происходит при закрытом выпускном окне или клапане.
Для увеличения наполнения двигателя горючей смесью применяют также золотниковые устройства, с помощью которых увеличивается фаза впуска. Возможными вариантами золотникового устройства являются установка золотника на цилиндре вместо патрубка для карбюратора (рис. 57, а) или на картере (рис. 57, б), а также предложенный автором золотник в полой коренной шейке коленчатого вала. В последнем случае можно изменять фазы газораспределения во время работы двигателя (рис. 57, в) и использовать для образования и остановки струй горючей смеси вихревое движение ее в картере. Такая конструкция, но без устройства для изменения фаз газораспределения, применена, в частности, на велосипедном двигателе Д-4.
Рекордные результаты показывают изготовляемые в ГДР двигатели для мотоцикла MZ, в которых горючая смесь подается в центральную часть картера через расположенное в нем устройство с вращающимся пружинящим золотником (рис. 57, г), сделанным из листовой стали.
Большой мощностью отличаются двигатели с прямоточной продувкой, имеющие
два поршня в двух цилиндрах с общей камерой сгорания (так называемые
двухпоршневые двигатели).
Двигатель Юнкерс с прямоточной продувкой имеет следующее устройство (рис. 58,
а). В цилиндре помещены два движущихся навстречу друг другу поршня. Средняя
часть цилиндра между днищами поршней при положении их в в. м. т. служит камерой
сгорания. В ней помещена свеча зажигания. Горючая смесь поступает через окна в
правой части цилиндра и вытесняет- отработавшие газы в выпускные окна,
расположенные в левой части цилиндра. При этом горючая смесь почти не
смешивается с отработавшими газами.
Питание цилиндра может осуществляться обычным способом с помощью кривошипно-камерной продувки или отдельного компрессора, подающего смесь золотниковым устройством. Каждый поршень соединен шатуном с отдельным коленчатым валом. Коленчатые валы соединены между собой шестернями так, что при приближении к н. м. т. левый поршень открывает выпускные окна примерно на 19° раньше, чем правый поршень откроет продувочные окна. Выпуск отработавших газов начинается раньше, чем в однопоршневом двигателе, и соответственно давление в ци- линдрё к началу продувки ниже. При движении поршня от н. м. т. кв. м. т., в отличие от однопоршневых двигателей, выпускные окна закрываются раньше продувочных и наполнение цилиндра происходит при закрытых выпускных окнах примерно в течение времени, соответствующего повороту коленчатого вала на 29*. Несимметричная диаграмма фаз продувки и выпуска при прямоточной продувке дает возможность эффективно применить нагнетатель для получения высокой мощности.
Аналогично устроен отечественный двигатель гоночного мотоцикла ГК-1.
Двигатели подобной конструкции сложны и дороги в производстве, не. соответствуют принятой в мотоцйклостроении компоновке и поэтому массового распространения не получили.
Существуют двигатели с прямоточной продувкой, которые более удобны для расположения на мотоцикле. В двигателях с прямоточной продувкой по схеме Цоллера в П-образном цилиндре движутся два поршня. Камера сгорания расположена посередине. Горючая смесь поступает через окно в правой части цилиндра, а отработавшие газы выходят через окно в левой его части. Движение поршней, обеспечивающее несимметричные фазы продувки и выпуска, осуществляется с помощью различных кривошипных механизмов. У двигателей ДКВ (рис. 58, б) один поршень установлен на главном шатуне, а другой — на прицепном. У двигателя Пух (рис. 58, в) применен вильчатый шатун. У двигателей Триумф, имеющих схему Цоллера, коленчатый вал состоит из двух смещенных один относительно другого кривошипов и двух шатунов (рис. 58, г).
При прямоточной продувке цилиндры можно располагать под острым углом-с камерой сгорания в вершине угла (рис. 58, д). В этом случае камера сгорания получается менее растянутой, чем при П-образном цилиндре. В остальном такой двигатель подобен двигателю системы Юнкере.
Прямоточную продувку и расположенные под углом части цилиндра имеют отечественные двигатели с нагнетателями гоночных мотоциклов С-1Б, С-2Б и С-ЗБ, отличающиеся высокой литровой мощностью.
Газораспределение в двухтактном двигателе нарушается чаще всего при проникновении в него лишнего воздуха и при увеличении сопротивления выпускного тракта. Необходимо следить за герметичностью картера, своевременно подтягивать соединения, менять поврежденные прокладки и сальники, а также очищать от нагара выпускные окна цилиндра, трубу и глушитель.
bike78.narod.ru
