ДВС РОТОРНЫЙ EMDRIVE РАСКОКСОВКА HONDAВИДЫ

Почему "летают" мотоциклы. Что такое двс на мотоцикле


Почему "летают" мотоциклы — журнал За рулем

ОБОЗРЕНИЕ ЗР 

ПОЧЕМУ «ЛЕТАЮТ» МОТОЦИКЛЫ

Теперь мы, автомобилисты, все чаще задаемся этим вопросом, видя, как двухколесная машина в ярком обтекателе срывается с места и пулей исчезает из глаз. Дело не только в малой массе — мотоциклетные моторы ныне в большинстве своем намного превосходят автомобильные, особенно по удельным показателям. О том, какими техническими ухищрениями достигнуто это превосходство, специально для «За рулем» рассказывает обозреватель журнала «Мото» Александр ВОРОНЦОВ.

Сфера применения мотоцикла (будем называть так любую двухколесную машину с двигателем внутреннего сгорания) чрезвычайно широка, поэтому и вариантов исполнения мотоциклетных двигателей неисчислимое множество. Подробный обзор всех этих конструкций — тема не статьи, а весьма объемистой книги. Здесь постараюсь обозначить лишь основные тенденции развития двигателей для мотоциклов*.

Спор между двухтактными и четырехтактными двигателями в автомобилестроении был решен в пользу четырех тактов еще в 50-е годы (правда, не окончательно — процесс, разработанный австралийской фирмой «Орбитал», весьма заинтересовал крупнейшие автомобильные компании мира). В мотоциклостроении же обе принципиальные схемы мирно уживаются, поделив сферы влияния. Причем двухтактные двигатели закрепились в двух совершенно различных областях — они применяются либо на дешевых машинах утилитарного назначения, либо на мотоциклах ярко выраженного спортивного характера. В первом случае их ценят за простоту. Во втором — за двукратный перевес в мощности над четырехтактным двигателем того же рабочего объема (в теории). Правда, в силу присущих двухтактному двигателю недостатков — прежде всего, продувки топливно-воздушной смесью — это преимущество на практике никогда не удается воплотить полностью. Но все же перевес получается солидным — не зря в мотогонках Гран-при четырехтактные двигатели не появляются уже более десяти лет.

ВСЕГО ДВА ТАКТА

Двухтактные моторы машин утилитарного назначения весьма традиционны по конструкции и фактически застыли на уровне, достигнутом к началу 70-х годов. У них относительно невысокая (для мотоциклостроения) литровая мощность — не более 100 л. с./л. Как правило, эти двигатели — одноцилиндровые, с отлитым из алюминиевого сплава цилиндром и чугунной гильзой. Смазка — в смеси с топливом либо раздельная. Зажигание — незамысловатая электронная бесконтактная схема. Во впускном тракте установлен лепестковый клапан, препятствующий обратному выбросу смеси. Это простое и эффективное устройство позволяет расширить рабочий диапазон двигателя и повысить КПД, потому двухтактники, где нет этого узла, можно пересчитать по пальцам.

СЛОЖНЕЕ, ЕЩЕ СЛОЖНЕЕ...

Есть и более изысканные конструкции — у двухтактных двигателей мотороллеров и легких мотоциклов, выпускаемых в Европе и Японии. Мотороллерные моторы — с воздушным принудительным охлаждением, а наиболее форсированные (до 140 л. с./л) — даже с жидкостным. Чугунную гильзу у таких двигателей заменяет специальное покрытие, обычно никелькремниевое. Раздельная система смазки применяется обязательно — иначе «двухтактник» не вписывается в довольно жесткие нормы чистоты выхлопа. Не редкость на современных мотороллерах и мопедах и катализатор в выпускной системе. Объединяет «утилитарные» двухтактные моторы одно: их рабочий объем не превышает 200 см3 — при большем разрыв в топливной экономичности двух- и четырехтактных двигателей становится слишком заметным. Лишь два исключения — наш ИЖ и чешская «Ява» — конструкции, корни которых уходят в полувековую давность, подтверждают это правило. Бывают исключения и с «другой стороны»: не редкость утилитарные машины с четырехтактными двигателями объемом 125 и даже 100 см3 (причем у «Хонды», а также ее многочисленных копий из Юго-Восточной Азии «полтинник» и тот может быть четырехтактным).

Подлинный шедевр современной техники — двухтактные двигатели спортбайков и машин типа «эндуро». Сложностью «начинки» они не уступают четырехтактным моторам! Кроме лепесткового клапана на впуске, появилась еще и специальная заслонка — так называемый мощностной клапан — на выпуске. Дело в том, что для двухтактного двигателя чрезвычайно важное значение имеет не только форма камеры сгорания и каналов в «теле» двигателя, но и настройка впускной и выпускной систем. Это связано с продувкой цилиндра, во время которой часть топливно-воздушной смеси вылетает в выпускную систему. Смесь удается вернуть в камеру сгорания, используя волновые процессы. Но лишь в определенном диапазоне оборотов. Мощностной клапан, перекрывая часть проходного сечения выпускного патрубка, меняет сопротивление выпускной системы и тем самым ее настройку, расширяя диапазон наиболее эффективной работы двигателя. Такие системы появились в начале 80-х годов на двухтактных моторах кроссовых и гоночных мотоциклов. Поначалу они имели центробежные регуляторы механического типа, но сейчас управление мощностными клапанами возложено на электронику.

Поскольку литровая мощность описанных двигателей очень высока — до 300 л.с./л — и, соответственно, тепловой режим весьма напряженный, то их охлаждение только жидкостное. Электронные системы зажигания — более сложные, с цифровым процессором, что позволяет задавать оптимальное опережение в зависимости от оборотов двигателя.

Будущее двухтактных двигателей, очевидно, за системами впрыска топлива, которые позволят, наконец, разделить процессы продувки и наполнения цилиндра. Характерно, что в конце 1996 года появились сразу две модели совершенно различного назначения с двухтактными двигателями, оснащенными впрыском топлива, — 50-кубовый мотороллер «Веспа-50ЕТ2» и 500-кубовый спортбайк «Бимота V-Дуэ».

ЧЕТЫРЕХТАКТНЫЕ

Конструкции таких моторов не менее, а, пожалуй, даже и более разнообразны, чем двухтактных. Подходы к проектированию двигателей для машин утилитарного назначения и для дорогих тяжелых мотоциклов опять-таки совершенно различны. Для «рабочей лошадки» характерен одноцилиндровый двигатель рабочим объемом 125–250 см3, с почти вертикальным расположением цилиндра, воздушным охлаждением, верхним распределительным валом с приводом цепью, двухклапанной головкой цилиндра.

В отличие от автомобиля, где двигатель всегда закрыт капотом и его дизайном начали заниматься лишь в последние годы, для мотоцикла внешний вид двигателя часто имеет решающее значение. Только, пожалуй, в американском автомобилестроении мода влияла на число и расположение цилиндров. А для мотоцикла такое — в порядке вещей: вот уже 15 лет не проходит мода на двухцилиндровые V-образные четырехтактные двигатели, представленные великим множеством вариантов рабочего объема — от 125 до 1500 «кубиков». Своеобразные достоинства этой компоновочной схемы — особая вибрация и характерный неровный звук мотора — в общем, мотоциклетные радости мало понятны завзятому автомобилисту.

Но вершина развития мотоциклетных двигателей — это, конечно, рядные «четверки». Моторы подобного типа

www.zr.ru

Как устроен и как работает мотоцикл?

Подобно автомобилю мотоцикл "кушает" бензин, чтобы получить энергию для своего движения. Существенное отличие между ними заключается в том, что мотоцикл имеет всего два колеса. Энергия двигателя у него передается на заднее колесо. И хотя зачастую его мощность намного меньше мощности автомобильного двигателя, мотоцикл благодаря своему обтекаемому профилю и меньшему весу может развивать те же скорости, что и автомобиль. Кроме того мотоциклы обычно разгоняются быстрее автомобилей и более подвижны на узких дорогах и на бездорожье.

Схема устройства мотоцикла

Как передается энергия на колесо

Работа двигателя мотоцикла во многом похожа на работу автомобильного двигателя. Топливо, сгорающее в цилиндрах двигателя, толкает поршни (на рисунке сверху), которые вращают коленчатый вал. В коробке передач вращательное движение коленчатого вала передается цепи. Она-то и вращает заднее колесо. Но коробка передач мотоциклу тоже нужна: чтобы уменьшить слишком большую скорость вращения, получаемую от двигателя. И в конце концов заднее колесо делает один полный оборот за два оборота коленчатого вала.

Чтобы легче двигаться

Система пружинной подвески устанавливается на оба колеса мотоцикла. Она оберегает мотоциклиста и двигатель от ударов из-за неровностей на дороге.

Подвеска переднего колеса

Ударопоглощающие пружины спрятаны внутри полых вилок, залитых маслом. Эти пружины уменьшают толчки и колебания.

Подвеска заднего колеса

Задний механизм ударопоглощения крепится к самой раме мотоцикла — по одному с каждой стороны колеса.

Двухтактный двигатель дает больше мощности

В автомобилях обычно используют четырехтактные двигатели. Цикл их работы состоит из четырех частей: впуск смеси, сжатие, сгорание и выхлоп. На это требуется два движения каждого поршня туда-сюда. Двухтактный мотоциклетный двигатель (рисунок вверху) выполняет все те же операции за одно полное движение поршня туда-сюда: когда поршень поднимается (левый рисунок), происходит впуск и сжатие. А когда опускается, сгорание и выхлоп (правый рисунок). Поэтому теоретически при одинаковой частоте вращения, то есть одинаковом количестве оборотов в минуту, двухтактный двигатель должен быть в два раза мощнее четырехтактного. Однако на практике из-за размеров двухтактного двигателя и повышенного трения в нем преимущества его не так велики. И все-таки мощность двухтактного двигателя внутреннего сгорания примерно в 1,5 раза выше мощности четырехтактного.

information-technology.ru

Устройство мотоцикла | Мото вики

C2cc5f8b81af3f7ee9c0461a7c3a1bfc

Детали мотоцикла Ducati 1199 Panigale R Superleggera 2014

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

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

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

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

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

    Основная статья: Двигатель

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

    Система впуска и выпускаПравить

    Основная статья: Система впуска и выпуска

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

    Система зажиганияПравить

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

    Основная статья: Система зажигания

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

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

    Основная статья: Трансмиссия

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

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

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

    Система смазки и охлаждения двигателяПравить

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

    СмазываниеПравить

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

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

    ОхлаждениеПравить

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

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

    Колеса, шины и тормозаПравить

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

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

    Основная статья: Колеса

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

    Основная статья: Шины

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

    Основная статья: Тормоза

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

    Передняя подвеска и рулевое управлениеПравить

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

    Vidi perednei podveski

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

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

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

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

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

    Виды передней подвески:

    Рулевое управлениеПравить

    Основная статья: Рулевое управление

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

    Неподрессоренные массыПравить

    Что такое неподрессоренные массы?Править

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

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

    Почему важна низкая неподрессоренная масса?Править

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

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

    Задняя подвескаПравить

    Подвеска рычажного типа • Амортизаторы • Схемы задней подвески

    Основная статья: Задняя подвеска

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

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

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

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

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

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

    Основная статья: Рамы

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

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

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

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

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

    ЭлектрооборудованиеПравить

    Электрическая цепь • Маховичный генератор • Генератор переменного тока • Батареи • Электростартер • Диностартер • Реле стартера • Система освещения • Указатели поворота • Звуковые сигналы • Контрольные приборы и системы сигнализации • Переключатели управления • Электропроводка и разъемы • Предохранители и реле

    Основная статья: Электрооборудование

    В какой-то мере электрооборудование присутствует на любом мотоцикле, мопеде или скутера. В большинстве случаев электрооборудование питается от батареи, обслуживающей потребности систем освещения, сигнализации и контроля машины. Многим нелегко дается знакомство с электрооборудованием, и некоторые слишком рано отказываются от попыток его изучения из-за недостатка знаний в области физики. Но логичное применение нескольких основных правил облегчит понимание системы, упростит поиск и обнаружение неисправностей в ней.

    ru.motorcycle.wikia.com

    Устройство мотоцикла: двигатель | Байкадемия

    Какие же требования выставляются к пламенным «гоночным» сердцам мотоциклов? В голову немедленно приходят максимальная мощность и минимальный вес, но это только начало. Размышляя о мощности, нельзя ограничиваться только ее максимальной величиной. Огромную роль в успехе того или иного мотора играет то, как он отдает свою мощность во всем диапазоне оборотов. Для простоты это называют характером, но с научной точки зрения правильнее говорить о кривых мощности и крутящего момента. Почему же эти кривые настолько важны?

    Механики Aprilia с двигателем мотоцикла RS3 CubeТрехцилиндровый двигатель Aprilia так и не смог привести производителя к мировому титулу MotoGP

    Все дело в дозировании газа. Поворот ручки газа на определенный угол соответствует определенному приросту мощности. Другими словами, на каждый градус приходится какое-то количество волосатых лошадиных задов (л.з., нет, извиняюсь – л.с.). И чем мощнее двигатель, тем больше л.с. на градус поворота ручки газа, а, следовательно – сложнее дозировать мощность. Но это еще полбеды.

    Двигатель мотоцикла Kawasaki ZX-RRНа двигатель Kawasaki ZX-RR установлено сухое сцепление

    Если кривая мощности нелинейная (а у большинства двигателей она именно такая), то получается, что при увеличении оборотов на одно и то же значение (например, на 3000 об./мин.) прибавка в мощности в одном диапазоне оборотов (скажем, с 3000 до 5000 наш условный двигатель «набирает» 15 л.с.) будет значительно отличаться от прироста в другом диапазоне (например, с 5000 до 8000 он наберет 25 л.с.). А отсюда следует, что и количество л.с. на градус поворота ручки газа с 3000 до 5000 и с 5000 до 8000 тоже получится разным (с 5000 до 8000 – больше, другими словами в этом диапазоне оборотов у двигателя произойдет «подхват»). Как следствие – точно дозировать «газ» в диапазоне 5000-8000 об./мин. будет тяжелее. С одной стороны, это добавляет эмоций и впечатлений. Но у гонщиков и того, и другого более чем достаточно. Поэтому на треке большую ценность имеет форма кривой мощности, максимально приближенная к линейной.

    Двигатель Yamaha YZF R6Двигатель “шестисотки” класса “суперспорт”

    «Плоская» кривая говорит о том, что характер двигателя прогнозируемый (т.е. пилот заранее знает, как двигатель отреагирует на тот или иной поворот ручки газа), и у него нет ярко выраженных «подхватов» и «провалов», в которых трудно дозировать мощность. Требование к линейности характеристики двигателя настолько важно, что иногда ради его выполнения жертвуют даже пиковой мощностью.

    Следующее требование связано с надежностью. Из-за огромных нагрузок, которые испытывают внутренние компоненты двигателя, зачастую непросто обеспечить необходимый ресурс гоночных моторов. Другими словами, двигатель должен выдерживать хотя бы один этап гонок.

    Двигатель мотоцикла Honda RС211VМотор RC211V – один из самых плотноупакованных

    Размеры двигателя также играют немалую роль в успехе. Если конструкторам удается сделать мотор более компактным, то это позволяет в больших пределах «играть» с положением центра тяжести, который непосредственно влияет на многочисленные нюансы поведения мотоцикла. Меньшие размеры двигателя также облегчают задачу централизации масс, что влияет на «поворотливость».Последнее серьезное требование к гоночным двигателям сродни одному из условий, предъявляемым к тормозным системам. Так как в двигателе есть множество вращающихся (и порой очень быстро!) частей, то они, как и колеса с тормозными дисками, представляют собой гироскопы и маховики. Гироскопический эффект вращающихся частей двигателя влияет на способность мотоцикла быстро изменять траекторию, а маховиковый – быстро ускоряться. Как и в случае с тормозами, и то и другое желательно минимизировать.

    Ужаснувшись сложности поставленной задачи, давайте посмотрим, как все эти технические требования выполняются (если выполняются!) в мотоциклах различных классов.

    Одноцилиндровый двухтактный двигатель GP-125Двухтактные двигатели в MotoGP теперь часть истории

    Начнем ковыряние в моторах с жужжащих двухтактных «вонючек» классов “GP-125” и “GP-250”. Малый рабочий объем этих одно- и двухцилиндровых двигателей непосредственно ограничивает мощность и сужает диапазон оборотов, в котором она вырабатывается. Причем мощность получается настолько маленькой (по сравнению с классами MotoGP и SBK), что тут уж не до линейной характеристики. В этом классе даже пол-лошади стоят дорого. Поэтому выжимают мощность до последней капли. Для снижения потерь на трении количество поршневых колец уменьшают до одного. Ширину беговых дорожек коренных подшипников делают минимально возможной. Еще одна капля мощности приходит от использования гоночного радиатора повышенной пропускной способности. Его применение позволяет помпе легче перекачивать воду в системе охлаждения. Результат – еще одна «нелишняя» «пони». Кстати, температура двигателя тоже непосредственно влияет на мощность. Общее правило таково: больше температура – меньше мощность, и наоборот. Поэтому гоночные двигатели особенно критичны к охлаждению.

    Степень сжатия поднимают до невероятных для двухтактного мотора величин, а карбюратор, выпуск и систему зажигания настраивают для работы на максимальных оборотах. Все это приводит к чудовищной нелинейности кривых крутящего момента и мощности. Благо ее сравнительно немного. Из-за этого и способности мотоциклов GP-125 и 250 проходить повороты на огромных скоростях больших трудностей с дозированием мощности не возникает – многие повороты просто не требуют сбрасывать газ.Надежность двухтактных двигателей GP-125 и 250 из-за высокой степени форсировки и особенностей смазки невелика. Богатые команды меняют поршни каждый гоночный день, а менее обеспеченные – перед каждым этапом.

    WSB: двигатель DucatiДвигатели Ducati доминируют в чемпионате Супербайк

    Следующая ступень «двигательной» иерархии – класс Superbike. Нам он особенно интересен тем, что эти двигатели (кроме Foggy Petronas FP-1) происходят от моторов обычных дорожных спортбайков. В чемпионате WSB работают двигатели трех конфигураций: V-образные «двойки», рядные «тройки» и «четверки». Но от своих дорожных собратьев эти «генераторы мощности» ушли чудовищно далеко.

    Двигатель Suzuki GSX-R1000 чемпионата WSBKМеханики команды Suzuki работают с двигателем GSX-R1000

    В качестве примера проведем трепанацию двигателя Suzuki GSX-R1000 2005 модельного года. Как говорят англичане – “Devil is in the details” (в вольном переводе – «Собака зарыта в мелких нюансах»). Двигатель «джиксера» весь состоит из них. Кованые поршни с «мини-юбкой», титановые клапаны, гоночные распредвалы – только начало. При ближайшем рассмотрении поражает форма поршневых колец. Их сечение не прямоугольное, а трапецеидальное. Это позволяет снизить потери на трении. Коленвал мотоцикла идет идеально сбалансированным уже с завода. Сцепление изначально «проскальзывающее». Причем его конструкция оказалась настолько удачной, что некоторые команды меняют только диски и пружины, а саму «корзину» оставляют серийной. Но самый большой сюрприз – в конструкции картера. В опорах коленвала, разделяющих картерное пространство, сделаны отверстия. Они призваны облегчить дорогу картерным газам, вытесняемым опускающимися поршнями в соседние отсеки, где поршни поднимаются. Только это техническое решение дает прибавку около двух л.с.

    Окошко контроля уровня масла двигателя RC211VКартер Honda RC211V с окошком контроля уровня масла

    В королевском классе MotoGP дизайн двигателей представляет собой апофеоз инженерного искусства и разрушает все технические преграды. Из-за колоссальной мощности требование к линейности характеристики двигателя в MotoGP самое жесткое. Одним дизайном двигателя добиться плоской кривой мощности уже не удается, и в игру вступает электроника (см. материал «Электроника» в одном из ближайших номеров). Но даже умные электронные системы управления двигателем не способны полностью справиться с табунами в 250 л.з. Класс MotoGP – территория «Большого Взрыва»* (сноска: см. «Мото» №1 2006г.). Только с ее помощью гоночным командам удалось чувствительно облегчить задачу пилотов, уставших бороться с бесконечными пробуксовками.Отдельного упоминания заслуживает блок сцепления. Мощность в классе MotoGP настолько большая, что обычное многодисковое сцепление в масляной ванне становится малоэффективным и часто начинает проскальзывать.

    Сцепление мотоцикла Foggy PetronasСцепление Foggy Petronas – сухое

    Выходов из этой ситуации два. Можно либо увеличить количество дисков (и тем самым массу корзины сцепления и мотоцикла в целом), либо сделать сцепление сухим. Практически все команды MotoGP выбрали второй путь. Сухое сцепление при меньшем количестве фрикционных дисков позволяет передавать большую мощность и не загрязняет продуктами трения масло. Но у него есть и существенный недостаток – сложность охлаждения. В отличие от привычного сцепления в масляной ванне, сухое сцепление охлаждается только потоком воздуха. Из-за этой особенности его очень легко перегреть, особенно на старте. Именно поэтому сухое сцепление в состоянии пережить всего два гоночных старта, после чего потребует ремонта.

    Сцепление мотоцикла Honda RC211VСухое сцепление мотоцикла MotoGP Honda RC211V

    Еще одна задача, которая лежит на плечах сцепления – предотвращение блокировки заднего колеса при переключении сразу нескольких передач вниз. Проскальзывающее сцепление частично справляется с этим отрицательным эффектом, но зачастую приходится прибегать к дополнительной помощи электроники. Но об этом – позже.

    В разговоре о двигателях болидов MotoGP нельзя не упомянуть об устройстве газораспределительного механизма. Из-за огромных оборотов нагрузка на распредвалы, клапаны и пружины двигателей MotoGP воистину чудовищная. Чтобы ее хоть как-то уменьшить, надо применять более мягкие пружины. Но при этом растет риск зависания клапанов. Конечно, можно изготавливать их из легкого титанового сплава, но это все равно полностью не решало проблему. Пружины остаются достаточно жесткими, и огромные обороты быстро приводят к их разрушению (известны случаи, когда механикам приходилось менять клапанные пружины каждый день!). Выход из сложившейся ситуации давно известен и применяется в F1. Пневматические клапаны, где вместо пружин используется сжатый воздух. Но в отличие от F1, эта технология пока не нашла признания в мотогонках. Ее испытывали несколько команд, включая ушедшую Aprilia, но успеха не добился никто. Тем не менее, в этом году Suzuki возобновила тестирование пневматической технологии. А нам остается наблюдать, к чему это приведет.

    Двигатель Yamaha YZF-R1Двигатель супербайка Yamaha YZF-R1 внешне почти не отличается от стокового

    Последнее, о чем хочется упомянуть в нашем исследовании двигателей MotoGP – влияние гироскопического эффекта на поведение мотоцикла. Как уже было сказано, быстровращающиеся части мотоцикла представляют собой гироскопы, препятствующие любым изменениям направления движения. Это – одна из основных причин, которая вынуждает конструкторов снижать вес колес и коленвала (основные гироскопы мотоцикла). Но у гироскопов есть интересное свойство. Если они вращаются в одном направлении, их гироскопический эффект суммируется, если же направление вращения противоположное, то эффекты вычитаются, частично компенсируя друг друга. Это свойство и пытались применить в гоночных двигателях их конструкторы. Еще во времена GP-500 некоторые команды тестировали двигатели с двумя коленвалами, вращающимися в противоположном направлении. Это действительно компенсировало их гироскопический эффект, но и существенно увеличивало потери мощности. В конце концов от применения двух коленвалов отказались. Но современная Yamaha М1 пошла дальше. Конструкторы, вместо компенсации гироскопического эффекта одного только коленвала, решили уменьшить влияние всех гироскопов мотоцикла. Для этого они заставили коленвал вращаться в направлении, противоположном вращению колес. В результате суммарный гироскопический эффект уменьшился и мотоцикл стал намного проворнее.

    Мотоциклы KR Proton используют сухое сцеплениеСухое сцепление фирмы STM на мотоцикле KR Proton

    Еще один класс гоночных мотоциклов, двигатели которых представляют интерес – Endurance. Здесь, как и в случае с тормозами, требования радикально отличаются от остальных классов. Раз гонки «на выносливость», то двигатель должен быть именно таковым. Как же поднять ресурс мотора? Достаточно просто его не форсировать! Механики Endurance зачастую ограничиваются классическим тюнингом: «нулевой» воздушный фильтр, система управления двигателем («мозги») и полная выпускная система. «Ограниченность» форсировки мотора также позволяет удержать потребление топлива на приемлемом уровне, а это сокращает количество пит-стопов. А вот что играет важную роль, так это механическая прочность двигателя, ведь даже падения не должны выводить мотоцикл из строя. Для поднятия «живучести» мотора в случае падений штатные крышки генератора и сцепления уступают место усиленным, способным пережить не один контакт с асфальтом. Немного отвлекусь, ибо умолчать об этом не могу: на борту гоночных мотоциклов Endurance имеются набор инструментов и даже фонарик – чтобы пилот мог выполнить небольшой ремонт даже вдали от паддоков.

    Автор Антон Барсуков, фото автора.

    bikedemia.ru

    Двигатель | Мото вики | FANDOM powered by Wikia

    Двигатель преобразует потенциальную энергию горючего в механическую энергию, необходимую для приведения мотоцикла в движение. К числу основных частей и узлов относится головка цилиндров, цилиндр (ры), поршень (ни), шатун (ны), и коленчатый вал. У всех двигателей внутреннего сгорания (ДВС), за исключением роторных (РПД), есть эти узлы; главное различие между двигателями заключается в числе цилиндров, поршней и их расположении. Почти во всех современных конструкциях детали двигателей внутри ли прикреплены к литому корпусу. Эти корпуса принято называть кривошипными камерами (картерами), не смотря на то, что в них расположено больше деталей, чем один коленчатый вал. Honda-shadow-spirit-04

    Силовой агрегат "моноблочной" конструкции

    В ранних английских конструкциях и в старых американских мотоциклах двигатель выполнялся отдельным от трансмиссии, а крутящий момент передавался цепью или ремнем, такая конструкция называется "составной". В современных конструкциях все узлы трансмиссии почти всегда располагают в пределах картера, обычно их упоминают как "единую конструкцию" ("моноблочная конструкция").

    Guzzi vw

    Силовой агрегат компании Moto Guzzi

    Существует ряд двигателей, являющийся исключением из правил, их нельзя отнести ни к "составным", ни к "моноблочным". Трансмиссия таких силовых агрегатов скорее размещается в отдельном картере, при этом картеры коробки передач крепится не к раме, а непосредственно к картеру двигателя. Наибольшую известность такая компоновка получила благодаря надежным и долговечным конструкциям от BMW и Moto Guzzi и такая компоновка используется в большинстве автомобилей.

      Функция двигателяПравить

      Задачей двигателя является преобразование энергии топлива в механическую работу. На всех мотоциклах используются двигатели внутреннего сгорания, в которых топливо сгорает внутри цилиндра. Энергия, образующаяся при сгорании топлива, приводит поршень в движение, а он. в свою очередь, передает его коленчатому валу. Такой двигатель называется двигателем внутреннего сгорания, потому что топливо сгорает внутри него. В двигателях внешнего сгорания, таких, как паровой поршневой двигатель, топливо сгорает снаружи, при этом нагревая воду, благодаря чему создается давление пара, приводящее в движение поршень.

      Рабочий цикл двигателяПравить

      Во всех двигателях внутреннего сгорания для того, чтобы рабочий цикл был выполнен полностью, должны произойти четыре процесса. Это наполнение и сжатие топливо-воздушной смеси, рабочий ход и выпуск. Большинство мотоциклов оснащается двухтактными или четырехтактными двигателями, известными как "возвратно-поступательные" двигатели, у которых много общего. В обоих двигателях топливовоздушная смесь сжимается внутри цилиндра и затем воспламеняется искрой от свечи зажигания. Под давлением газов, расширяющихся при быстром сгорании смеси, поршень перемещается вниз по оси цилиндра двигателя.

      Поршень связан с коленчатым валом шатуном, и его перемещение вверх и вниз (возвратно- поступательное движение) преобразуется во вращение коленчатого вала, необходимое для приведения в действие заднего колеса и. следовательно, движения машины. Различие в двигателях заключается в том, что в двухтактном эти четыре процесса происходят в течение двух ходов поршня (один вверх, один вниз), в то время как в четырехтактном они полностью выполнятся за четыре хода поршня. Исключением по отношению к традиционным двух-и четырехтактным конструкциям является роторный двигатель (РПД) . 

      Два такта или четыре?Править

      Если исключить из рассмотрения роторный двигатель, то остается выбор между двухтактными и четырехтактными агрегатами. Каждый имеет свои собственные преимущества и недостатки, поэтому один из них никогда не вытеснит другой. В самом простом варианте двухтактный двигатель намного проще из вышеописанных двух типов двигателей, и, таким образом, его себестоимость ниже. Раньше это было основной причиной широкого использования таких двигателей на скутерах и легких мотоциклах. У простейшего двухтактного двигателя немного недостатков, все же на определенном этапе, его исчезновение было неминуемо из-за непреодолимых проблем: высоких уровней шума и загрязнений. Фактически по этим причинам его использование на дорогах в некоторых странах было запрещено. За последние годы двухтактный двигатель в целом стал сложнее, и успехи таковы, что он остается популярным при выборе для применения в различных целях. Но за исключением скутеров и мотоциклов, предназначенных для загородного сезонного использования, аспект дешевизны в значительной степени исчез, а двухтактный двигатель в современном исполнении на данный момент используется, прежде всего, на спортивных или гоночных машинах из-за низкого веса и высокой мощности. вырабатываемой при тщательной настройке. Следует отметить, что некоторые крупные производители автомобилей опробовали двухтактные двигатели в небольших автомобилях.

      Четырехтактный двигатель традиционно применялся на больших машинах из-за его замечательной характеристики мощности и топливной экономичности. Его главным недостатком была высокая себестоимость производства и относительная сложность, что делает его не лучшим вариантом для двигателей небольшого объема. По мере того, как качество двухтактных двигателей улучшалось, то же происходило и с четырехтактными. Со временем функциональные различия между каждым типом стерлись; небольшие четырехтактники стали столь же часто применяться, как и большие двухтактники. В итоге двухтактный и четырехтактный двигатели могут рассматриваться как два средства для достижения одной и той же цели, а именно - приведения в движение транспортного средства. У каждого из них есть свои сторонники и противники, и это отражено в каталогах изготовителей, которые для определенных категорий часто предлагают варианты исполнения очень схожих моделей с двух- и четырехтактными двигателями, оставляя выбор на совести предполагаемого владельца. До недавнего времени было достаточно легко посмотреть на определенный тип двигателя и определить его положительные и отрицательные стороны. Сейчас уровень технологии, применяемой при проектировании и производстве двигателей, привел к ситуации, когда почти любой недостаток конструкции может быть устранен на стадии проектирования, хотя часто это происходит за счет простоты.

      Основные принципы действияПравить

      Цилиндр и поршеньПравить
      Cilindr i porchen

      1 — головка цилиндра;2 — цилиндр;3 — поршень;4 — шатун;5 — коленчатый вал;6 — картер;7 — свеча зажигания

      У всех поршневых двигателей многие основные детали похожи. Двумя из них являются цилиндр и поршень. Чтобы преобразовывать топливовоздушную смесь в полезную работу, необходимо ее сжечь строго контролируемым образом, а полученную энергию превратить в движение. Сгорание происходит в цилиндре, получаемая при этом энергия служит причиной движения поршня.

      1. Смесь топлива с необходимым количеством воздуха подается в надпоршневое пространства цилиндра. Поршень с поршневыми кольцами, которые служат для предотвращения протечек смеси и выступают вокруг него таким образом, чтобы уплотнить зазор между поршнем и цилиндром двигателя, двигается вверх и сжимает смесь.
      2. На данном этапе топливовоздушная смесь занимает намного меньший объем, чем это было при атмосферном давлении. При этом эффективно сосредотачивается энергия, содержащаяся в топливе, или позволяет извлечь максимальную энергию при его сгорании.
      3. В соответствующий момент между электродами свечи зажигания проскакивает искра, воспламеняя смесь. Сгорание происходит очень быстро, и в некотором приближении его можно рассматривать как управляемый взрыв. В результате горения газы резко повышают давление в цилиндре, заставляя поршень двигаться вниз под воздействием гораздо большего количества энергии, чем требовалось для первоначального сжатия смеси.
      Коленчатый валПравить
      120px-Cshaft120px-Cshaft

      Коленчатый вал — деталь сложной формы, имеющая шейки для крепления шатунов, от которых воспринимает усилия и преобразует их в крутящий момент. на конце коленчатого вала закрепляется маховик. Для снижения трения в нижней или большой головке шатуна связывающего поршень и коленчатый вал, должен присутствовать какой-нибудь подшипник. Это может быть втулка, шариковый или игольчатый роликовый подшипник, установленный в проушину нижней головки шатуна и вращающийся вокруг пальца кривошипа. Точно так же в верхней или малой головке шатуна необходимо позволить поршню качаться относительно шатуна. В верхней головке шатуна также используется втулка или подшипник. а поршень закрепляется коротким пальцем, называемым поршневым. На реальном двигателе маховики обычно установлены с каждой стороны от нижней головки шатуна и соединены между собой пальцем кривошипа, вокруг которого вращается шатун. Маховики удерживаются центральным валом, который вращается в подшипниках, установленных в легкосплавный корпус или картер. Цилиндр зафиксирован на картере от перемещений при помощи болтов или гаек, а на многих современных спортивных мотоциклах он является частью картера, в которой вращается коленчатый вал.

      Газораспределение двигателяПравить

      Под фазами газораспределения двигателя понимает отрезок времени, отводимый на каждый процесс: наполнения, сжатия, рабочего хода и выпуска. Фазы газораспределения наиболее часто упоминаются в углах поворота коленчатого вала, связанных с положением поршня в цилиндре с указанием направления его движения вверх или вниз. Положение поршня, когда он находится в самой верхней точке цилиндра, называют верхней мертвой точкой (BMT). Положение поршня, когда он находится в самой нижней точке цилиндра, называют нижней мертвой точкой(НМТ). Когда он находится в промежуточном положении, то принято определять положение поршня по средствам числа градусов до или после BMT или НМТ. и эти сокращения выглядят так: "до ВМТ", "после ВМТ", "до НМТ" и "после HMT". Когда положение поршня определяется как "после ВМТ" или "до НМТ",это значит, что он движется вниз. Когда положение поршня определяется как "посла НМТ" или "до ВМТ", это значит, что он движется вверх Исходя из этого, может быть отмечено, что 90 после ВМТ соответствует 90 до НМТ. Аналогично, 190 до ВМТ фактически соответствует 190 после НМТ. С целью предотвращения путаницы, для описания фаз газораспределения один поворот коленчатого вала двигателя разбит на четыре сектора по 90 градусов, а не на два по 180 или один по 360 градусов. Первые 90 градусов поворота коленчатого вала (от 1 до 90 ) - от 1 до 90 после ВМТ. Вторые 90 (от 91 до 190) - от 1 до 90 до НМТ, третий сектор в 90 градусов(от 191 до 270)-от 1 до 90 после НМТ, четвертые 90 градусов (от 271 до 360) - от 1 до 90 до ВМТ.

      Двухтактный двигательПравить

      Основная статья: Двухтактный двигатель

      Двухтактный двигатель — поршневой двигатель внутреннего сгорания, в котором рабочий процесс в каждом из цилиндров совершается за один оборот коленчатого вала, то есть за два хода поршня. Такты сжатия и рабочего хода в двухтактном двигателе происходят так же, как и в четырёхтактном, но процессы очистки и наполнения цилиндра совмещены и осуществляются не в рамках отдельных тактов, а за короткое время, когда поршень находится вблизи нижней мёртвой точки.

      Четырехтактный двигательПравить

      Основная статья: Четырехтактный двигатель

      Четырёхтактный двигатель — поршневой двигатель внутреннего сгорания, в котором рабочий процесс в каждом из цилиндров совершается за два оборота коленчатого вала, то есть за четыре хода поршня (такта).

      Конструкция двигателя - вибрация и значение уравновешенностиПравить

      Основная статья: Вибрация и значение уравновешенности

      За исключением роторного, у всех мотоциклетных двигателей есть ряд вращающихся деталей и ряд деталей, которые перемещаются вверх-вниз или движутся возвратно-поступательно

      Диаметр и ходПравить

      Основная статья: Диаметр и ход

      Перед разработчиком двигателей всегда стояла сложная задача. По существу, двигатель должен быть максимально простым, а, следовательно, дешевым в производстве и надежным в эксплуатации. Такой подход был оправдан в послевоенные годы, когда низкая стоимость была главной чертой любого мотоцикла и служила основной причиной популярности одноцилиндрового двигателя на протяжении многих лет. В то время как те же требования остаются сегодня актуальными для внедорожных мотоциклов и мопедов, сущность мотоцикла в основном изменилась. Хотя многие используют его в качестве основного транспорта, это уже не говорит о том. что главные требования - дешевизна и надежность. Характеристики - вот главные требования среднего мотоциклиста на сегодняшний день.

      Наиболее очевидным способом добиться повышения мощности любого двигателя является увеличение его объема. Однако, обычно существовали достаточно серьезные основания для сосредоточения внимания на получении большей мощности от двигателя заданной размерности. Главное из них связано с тем. что во многих странах существует закон, ограничивающий максимальный объем для водителей с определенным возрастом или опытом вождения. Паже, там где законодательство менее жесткое, стоимость страхования возрастает пропорционально объему двигателя, образуя тем самым добровольное ограничение объема для большинства людей. Не менее важна проблема, поставленная перед изготовителем, которому надо убедить потребителя, что его четырехцилиндровый двигатель объемом 600 куб.см. превосходит других, а лучший способ доказать это - сделать его так, чтобы скорость, динамика и внешний вид были лучше, чем у конкурентов. Существуют факторы, которые влияют на то, как будет получена мощность от двигателя, в первую очередь к этим факторам относят диаметр цилиндра и ход поршня. Для любого заданного рабочего объема цилиндра существует множество комбинаций диаметра цилиндра и хода поршня. Можно условиться, что в нашей теоретической модели двигателя диаметр цилиндра равен ходу поршня. Данная схема носит название "квадратной". Если увеличить ход и уменьшить диаметр до получения заданного объема двигателя, то полученная схема будет носить название "длинноходной", в то время как в другом предельном варианте может использоваться большой диаметр в комбинации с небольшим ходом для получения так называемой "короткоходной" схемы двигателя. Прежде чем продолжить, следует рассмотреть два важных термина - эффективная мощность и крутящий момент.

      Эффективная мощность - величина, применяемая для определения мощности, вырабатываемой двигателем при любой заданной частоте вращения.

      Крутящий момент - наиболее простое определение можно представить в виде "тяговой мощности" двигателя.

      Обе эти величины определяются при испытаниях двигателя на устройстве, называемом динамометром, в широком диапазоне частот враoения двигателя; таким образом, показания полученной эффективной мощности и выходного крутящего момента можно представить в виде графика.

      Схемы двигателей Править

      Основная статья:Схемы двигателей

      Роторный двигательПравить

      Основная статья: Роторный двигатель

      Ро́торно-поршневой двигатель внутреннего сгорания (РПД, двигатель Ванкеля) - в отличии, от обычного поршневого двигателя роторный не совершает возвратно поступательных движений, а просто крутится, следовательно и затраты на остановку в верхних и нижних мертвых точках нет. Благодаря этому свойству двигатель Ванкеля высокооборотистый.

      В плоском цилиндре находится ротор. Цилиндр сделан не круглый, а овальный, ротор имеет треугольную форму. В отличии, от поршневого у роторного двигателя нет коленвала, шатунов, противовесов, головки блока (с клапанами), что делает его конструкцию проще.

      ru.motorcycle.wikia.com

      Какие моторы используют на мотоциклах?

      ENG0000.jpgЯ не буду мучить вас верхне- и нижнеклапанными схемами, рассказывать про механизмы газораспределения и балансирные валы, двух- и четырехтактные схемы работы, а просто расскажу об основных типах двигателей, которые сегодня применяют на мотоциклах. Надеюсь, что получится просто и доступно!

      ENG0010.jpgСамый простой одноцилиндровый двигатель. Не самый мощный и не самый тяговитый, к тому же довольно шумный и сильно вибрирующий. Поэтому чаще всего сегодня такие моторы ставят на кроссовые мотоциклы.

      ENG0011.jpgНапример, Yamaha YZ 250 F (на фото). Это сугубо специализированное транспортное средство, не предназначенное для поездок по дорогам общего пользования. Скорее даже спортивный снаряд, чем просто мотоцикл. В этом классе не принято даже говорить о комфорте. Главное — высокий спортивный результат. А для него мотоцикл должен быть максимально легким и с компактным мотором — иначе не удастся обеспечить большой дорожный просвет, а значит и проходимость на бездорожье.

      ENG0020.jpgДвухцилиндровый мотор. Это уже вполне себе универсальный агрегат, который можно встретить практически на любом типе мотоциклов. Вибраций уже значительно меньше, а мощность больше. Рабочий объем вполне может доходить до 800 «кубиков». А это, между прочим, уже почти литр!

      ENG0021.jpgВот, например, легкий туристический эндуро от компании BMW — модель F 800 GS (его часто называют «маленький гусь»). На нем стоит практически такой же, как и на фотографии выше, двухцилиндровый мотор. Кстати, у этого мотоцикла есть и одноплатформенный «брат-близнец» — городской байк F 800 R, тоже оснащенный таким же двигателем.

      ENG0030.jpgИдем дальше. Количество цилиндров прибавляется и здесь их уже три. Обратите внимание, как и в предыдущем случае, они расположены в один ряд. Поэтому такие моторы называют «рядными».Некогда трехцилиндровая схема считалась довольно экзотической, а сейчас она все больше и больше набирает популярность. И в первую очередь, благодаря возможности получить больший рабочий объем (и соответсвенно большую мощность), сохранив довольно компактные размеры агрегата.

      ENG0031.jpgОчень удачно такие моторы прижились, например, на Ямаховских городских моделях со спортивными задатками. На фото Yamaha FZ-09 прошлого модельного года. Ее трехцилиндровый 850-кубовый мотор выдает уже более 100 л.с. Упаковать этот мотоцикл в пластиковые обтекатели и получится довольно приличный спортбайк!

      ENG0040.jpgНо чаще всего для самых быстрых и самых мощных спортбайков используют все же четырехцилиндровые моторы. Здесь уже и рабочие объемы стремятся к литру, и мощность порой вплотную подбирается к отметке 200 л.с.

      ENG0041.jpgВот, легендарная Yamaha R1 прошлого поколения — очень мощный и очень быстрый мотоцикл класса «суперспорт». Четыре цилиндра, объем — один литр, мощность 180 «лошадей».

      ENG0060.jpgНи одного пятицилиндрового мотоциклетного мотора мне что-то на ум не приходит, поэтому перейдем к рядной «шестерке». Шесть цилиндров в ряд, да еще расположеных, как и у всех рядных двигателей, поперек мотоцикла — это впечатляет! Характеристики такого мотора уже вполне автомобильные: объем 1600 куб. см. и мощность более 160 сил. Понятно, что такой агрегат может быть установлен только на какой-нибудь огромный мотоцикл.

      ENG0061.jpgНапример, на BMW K 1600 GT — большой туристический мотоцикл, предназначенный для очень дальних прохватов по хорошим европейским дорогам. Здесь использование сложной в реализации шестицилиндровый схемы было вызвано прежде всего желанием получить огромный крутящий момент при очень низких паразитных шумах и вибрациях. Получилось. Любой инженер знает, что рядные «шестерки» — самые сбалансированные двигатели!

      ENG0070.jpgИдти дальше вширь уже некуда, поэтому от «рядных» схем построения двигателя перейдем к более редким и, на мой взгляд, более интересным конструкторским решениям. На картинке фирменный оппозит от компании BMW.

      ENG0071.jpgИменно такими моторами баварцы когда-то и прославились. Цилиндры расположены здесь параллельно и торчат в обе стороны мотоцикла. Поршни в них ходят в разные стороны, как перчатки боксеров на ринге. Поэтому такие моторы часто называют «боксЕрами». Главное преимущество такой схемы, это ее доскональная проработанность и, можно сказать, вылизанность до блеска. У BMW первые мотоциклы с такими моторами появились еще до войны!

      ENG0072.jpgПожалуй, самый знаменитый мотоцикл с таким мотором, это «гусь» — большой туристический эндуро BMW R 1200 GS. На таком можно ездить хоть по городу, хоть на «Дакар», хоть в кругосветку! Но в модельной гамме баварцев есть и городские мотоциклы с в точности таким же двигателем. Кстати, по такой же схеме построен мотор и нашего родного отечественного «Урала». И это не удивительно — за его основу когда-то был взят старый, еще довоенный баварский агрегат.

      ENG0080.jpgВот, добрались и до первой экзотики! Если взять оппозит от BMW и «наклонить» его цилиндры немного вверх, то получится V-образный двухцилиндровый мотор.

      ENG0081.jpgИз крупных мотопроизводителей сегодня такие использует только итальянская компания Moto Guzzi. Я не знаю почему, даже не спрашивайте. Традиция, наверное. На мой взгляд у такого мотора только одно единственное преимущество перед оппозитником — за счет повернутых вверх цилиндров он получается немного (но не принципиально) уже. А небольшая ширина — довольно важное качество для мотоцикла. Зато с непривычки можно легко обжечь ногу о раскаленный цилиндр!

      ENG0100.jpgПредставьте: берем поперечный двигатель от Moto Guzzi и поворачиваем его вдоль мотоцикла, потом сводим цилиндры поближе, уменьшая угол между ними и… Получаем классический харлеевский V-Twin! Мотор на фото, кстати, не чисто харлеевский, а тюнинговый, производства известной компании S&S. Но сути дела это не меняет.

      ENG0101.jpgДвухцилиндровыми V-образными двигателями такого типа оснащаются практически все модели от Harley-Davidson! И, кстати, от большинства его прямых конкурентов — тоже. На фото Harley-Davidson Fat Boy (семейство Softail). Его мотор при рабочем объеме 1,6 л. выдает всего 80-85 лошадиных сил. Немного, зато крутящий момент получается как у паровоза. Поэтому американцы и не хотят отказываться от этой, по большому счету устаревшей схемы.

      ENG0090.jpgИ снова представьте: берем харлеевский V-Twin, немного разводим его цилиндры в стороны и слегка наклоняем вперед. Получаем так называемый L-образный мотор — фамильная черта итальянских мотоциклов Ducati.

      ENG0091.jpgМотор, который изображен на верхнем фото, устанавливается на супербайк Ducati 899 Panigale. Это уже не харлеевский допотопный агрегат! При меньшем рабочем объеме — «всего» 898 куб. см. его мощность переваливает за 150 л.с. Правда, под пластиковыми обтекателями здесь не виден сам мотор, поэтому вот вам еще один Ducati с аналогичным двигателем:

      ENG0092.jpgЭто, на всякий случай, Ducati Monster 821.

      ENG0200.jpgЕще не пересытились экзотикой? И правда, чего только не придумают инженеры! Вот, например, они могут взять типичный V-образный мотор, точнее — два мотора, и поставить их рядом, объединив в один. Пугающе выглядит?

      ENG0201.jpgА едет еще страшнее! Это четырехцилиндровый V-образный двигатель великого и ужасного Yamaha V-Max. Объем — 1 700 «кубиков» и мощность — 200 лошадей. Только вдумайтесь — двести!

      ENG0300.jpgИ напоследок, приведу самую, наверное, редкую схему построения мотоциклетного двигателя, которую сегодня использует только один единственный производитель. Это оппозитная… «шестерка», цилиндры которой лежат горизонтально — три вправо и три влево. До такого додумались инженеры компании Honda.

      ENG0301.jpgТакой мотор ставится на их знаменитый круизе Honda Gold Wing. Огромный крутящий момент и довольно скромная для такого объема (1800 куб. см.) мощность — 120 л.с. Зато двигатель получился практически плоским и центр тяжести мотоцикла очень низким. За счет этого «Голда» приобрела просто феноменальную устойчивость.

      ENG0997.jpgЧуть не забыл. А что же, вы спросите, «почти мотоциклы» — скутеры? Вот, вверху типичный скутеры мотор. Одноцилиндровый с лежащим почти горизонтально и направленным вперед цилиндром.

      ENG0998.jpgДвигатели такого типа могут ставиться как на самые простые скутеры, на которых ездят только пионеры и пенсионеры, так и на более продвинутые модели, уважительно именуемые максискутерами (на фото). Как правило, рабочий объем таких моторов начинается от 50 см. куб. и заканчивается где-то в районе 250-ти. Все что больше, обычно (но не всегда) уже двухцилиндровое.

      Источник

      kak-eto-sdelano.ru

      Технологии двигателей MotoGP: "Большой взрыв"

      Вселенная родилась в одном гигантском взрыве. Бог (законы природы, космический суперразум, маленькие зеленые человечки – ненужное зачеркнуть) запалил огромную свечу зажигания, и в котле по имени «Вселенная» шарахнуло не по детски. Огромное количество космической срани, состоящей из пыли и водорода, разлетелось на многие миллионы световых лет, и она в итоге слиплась в планеты и звезды. Одним словом, «Большой Взрыв» («БВ») породил все, что нас окружает, включая нас самих. Такова одна из теорий сотворения вселенной. Но самое поразительное, что в гоночных технологиях «Большой Взрыв» (только чуть-чуть поменьше) действительно произвел колоссальную революцию, плоды которой можно наблюдать в MotoGP, BSB, и даже в некоторых серийных спортбайках.

      Двигатель мотоцикла Honda RC211VНесмотря на конфигурацию V-5 двигатель почти не вибрирует

      Издавна (1) перед инженерами и механиками стояла проблема. Получать большие абсолютные значения мощности все уже умели, но вот сделать эту мощность доступной оказалось сложнее. Дело в том, что с повышением мощности перед пилотами все острее вставала проблема пробуксовок, особенно при выходе из поворотов, и повышенный износ резины. Это подтверждали и данные телеметрии: мотоциклы легко срывали задние колеса в пробуксовку, из-за чего многие гонщики попросту не открывали газ на полную, порой ни разу за гонку!Однако не все мотоциклы одинаково подвержены этой проблеме. Больше всего скользили аппараты с рядными «четверками», меньше – с V-образниками. По этой причине многие фирмы в MotoGP и остановились на V-образной схеме.

      Двигатель V-4 Ducati DesmosediciDucati Desmosedici славился высокой мощностью и склонностью к перегреву

      Однако так поступили не все. Дело в том, что V-образник хоть и позволял немного раньше открывать газ, у него были и существенные недостатки. Такие двигатели ощутимо длиннее «рядников», что приводило к необходимости удлинять базу, из-за чего мотоцикл терял проворность в поворотах. Стоимость V-образных двигателей значительно выше, чем рядных – для бюджета команды это немаловажный фактор. Наконец, стоимость обслуживания V-образных моторов также выше. Видимо, эти факторы и сохранили жизнь рядным двигателям. Но проблемы с характером и, как следствие, с пробуксовками, остались. Именно тогда, в девяностых, и родилась мысль: нельзя ли совместить в одном двигателе преимущества «рядников» и «V-образников»?

      Схема работы классической рядной "четверки"У классического рядника интервалы между вспышками одинаковые

      В то время никто толком не понимал, почему V-образные двигатели позволяли пилотам раньше и больше открывать газ при выходе из поворотов. Позже данные телеметрии и расчеты помогли уяснить, почему мощность V-образных моторов проще дозировать. Давайте и мы с вами попробуем смоделировать типичную гоночную ситуацию – выход из медленной «шпильки» на литровом спортбайке с рядной четверкой. Первая передача, десять тысяч на тахометре. Общее передаточное число (первичная передача + первая передача КПП + главная цепная передача) при этом приблизительно равно десяти, т.е. на каждые десять оборотов коленвала приходится один оборот заднего колеса. В четырехтактном двигателе рабочий цикл соответствует 720 градусам, т.е. двум оборотам коленвала. Значит, за десять оборотов коленвала в одном цилиндре произойдет пять взрывов. Умножаем на четыре цилиндра и получаем 20 взрывов на оборот заднего колеса.

      Длина окружности заднего колеса приблизительно равна двум метрам. Значит, на каждый взрыв приходится десять сантиметров поверхности покрышки – как раз длина среднего пятна контакта. В случае двигателя с равными интервалами между взрывами (классическая рядная «четверка») получается, что во время пробуксовки каждый последующий взрыв происходит как раз тогда, когда новая порция резины готовится сменить проскользнувшее пятно контакта, таким образом, не давая покрышке вновь обрести сцепление с асфальтом! Очевидно, что с ростом оборотов эта ситуация только ухудшается.

      Схема двигателя работы V-4Так работают V-образные “четверки”

      Совсем другое дело – V-образные двигатели. В случае двигателя V-4 с углом между цилиндрами 90 градусов (например, Ducati Desmosedici) количество взрывов на оборот заднего колеса останется тем же (20), но на длину первого (условно) пятна контакта будет приходиться два взрыва. А вот на протяжении последующего пятна контакта взрывов не будет вообще! За время этого затишья у резины гораздо больше шансов возобновить надежное сцепление с асфальтом, что и позволяет гонщикам быть щедрее с «газом» при выходе из поворотов. Именно этот двойной взрыв и назвали «Большим».

      Двигатель Yamaha M1“Рядник” Yamaha M1 также работает по технологии “Большой взрыв”

      Для тех, кому не хочется погружаться в дебри технологии «БВ», ее суть проще понять, представив себе работу ABS – антиблокировочной системы торможения. Чтобы предотвратить блокировку (читай – пробуксовку) колес при энергичном торможении, тормозное усилие подается импульсами, в промежутках между которыми колеса получают шанс вновь обрести сцепление. Технология «Большого Взрыва» – та же система ABS, только наоборот, то есть уменьшает пробуксовку не при торможении, а при ускорении. Гонщики при выходе из поворотов должны балансировать мощностью двигателя в узком, как лезвие бритвы, диапазоне. Если мощность будет меньше, гонщик потеряет время. Если больше – может возникнуть неконтролируемый снос заднего колеса, который в лучшем случае приведет к потере времени, а в худшем – к падению. Мощность от двигателя передается на заднее колесо не сплошным потоком, а импульсами. Если импульсы идут слишком часто, то они будут препятствовать резине сохранять контакт с дорогой, усложняя задачу пилота. Но если раздвинуть эти импульсы так, чтобы между ними образовались промежутки, то у задней покрышки появится больше возможностей восстановить надежное сцепление, а гонщику станет проще поддерживать оптимальную мощность.

      Двигатель Kawasaki ZX-RRПо слухам Kawasaki ZX-RR перешел на “Большой взрыв” одним из последних

      Какой же промежуток между «взрывами» будет оптимальным с точки зрения силы сцепления задней покрышки с дорогой? Это и есть самый большой секрет технологии «БВ». До сих пор никому точно не известно, какой угол между взрывами в Yamaha M1 или Kawasaki ZX-RR. Но что самое интересное, даже в мотоциклах с V-образными двигателями, если верить слухам в паддоках, угол между взрывами не обязательно равен углу развала цилиндров. Специалисты считают, что в случае Honda RC211V между “Большими Взрывами” вероятны такие диапазоны углов, как 75,5-284,5 градусов и 104,5-331 градус. В случае Yamaha M1 называют такие углы, как 180-540, 105-255, 255-465, 90-270 и 270-450 градусов. Угол между взрывами внутри пары, образующей «БВ», скорее всего, находится в районе десяти градусов. Однако пока все это только догадки.

      Схема работы рядного четырехцилиндрового двигателя с "Большим взрывом"Реализация “Большого взрыва” в рядной “четверке”

      Разобравшись с теорией гоночного мироздания, давайте выясним, как можно организовать «Большой Взрыв» в соответствии с техническими нормами MotoGP. Самый простой способ – использовать V-образные двигатели. Так сделали Honda, Suzuki и Ducati. Но как мы уже выяснили, этот путь не лишен недостатков. Второй способ – заставить рядную «четверку» работать, как V-образную. Этим путем пошли Yamaha и Kawasaki. Для того, чтобы добиться эффекта “БВ” в рядном двигателе, конструкторам пришлось кардинально модифицировать их коленвалы, благо технормами MotoGP это разрешено.

      Двигатель Honda RC211VБлагодаря конфигурации “2+3” раму RC211V удалось сделать довольно узкой

      Коленвал «рядника» практически превратили в V-образный (за исключением того, что каждый шатун располагается все также на отдельной шейке, а не попарно, как в V-4, и подшипников не три, а пять), и установили в старый картер с рядным расположением цилиндров. Появившиеся вибрации погасили балансирным валом. Такой двигатель очень легко распознать по характерному звуку: он не воет, как классические рядные «четверки», а ворчит почти как V-4. Видимо за этот звук в паддоках его назвали «Growler» – «Ворчун».

      Другая гоночная серия, где также применяют «БВ» – Британский Супербайк. Но в BSB все гораздо сложнее, так как в соответствии с технормами модификация коленвала не допускается. Однако команда Virgin Mobile нашла способ обойти это ограничение в своем Yamaha YZF-R1. В соответствии с все теми же нормами, запрещающими «играть» с коленвалом, изменение распредвалов допускается. Значит, изменив порядок работы клапанов и соответствующим образом перепрограммировав систему зажигания, можно поменять очередность работы цилиндров обычной рядной «четверки». Если отбросить дублирующие друг друга или откровенно бесполезные варианты, то останется два способа имитировать «БВ» в двигателе с обычным 180-градусным коленвалом:

      Бум-180-БумБум-180-Бум-180-Пауза(180)

      Схема реализации "Большого взрыва" в классическом рядном четырехцилиндровом двигателеПри такой схеме внутренние нагрузки в двигателе невелики, но “БВ” менее эффективен

      БумБум-180-БумБум-180-Пауза(360)

      Схема реализации "Большого взрыва" в классическом рядном четырехцилиндровом двигателеВнутренние нагрузки в двигателе существенно возрастают, но эффект “БВ” тоже усиливается

      Первый вариант создает меньшие нагрузки на поршневую группу и шестерни, но при этом «Большой Взрыв» получается менее эффективным, и заднее колесо при ускорениях из поворотов проскальзывает лишь немного меньше обычного. Второй вариант, наоборот, больше нагружает внутренности двигателя, но эффективнее препятствует пробуксовкам. Какой именно из этих двух вариантов применила команда – пока секрет. Но, судя по отзывам Шона Эмметта, пилота команды Virgin Mobile, управлять супербайком с имитацией «БВ» стало проще, и благодаря этому нововведению удалось буквально из воздуха найти в среднем около двух секунд на круге, а также чувствительно продлить жизнь задней покрышки.

      Honda RC211V: задний блок цилиндровДвигатель V-5 отлично вписывается в диагональную раму

      Как ни странно это звучит, «Большой Взрыв», хоть и частично, нашел применение в обычных дорожных мотоциклах достаточно давно. Все, кто предпочли V-образные двигатели рядным, автоматически приблизились к технологии «БВ», но до сих пор не зная научного объяснения этого эффекта, просто радовались более мягкому нраву своих мотоциклов и могли подолгу беседовать о неповторимом характере их моторов. Были попытки внедрить что-то на подобии «БВ» и в рядные двигатели. Неизвестно, совпадение ли это или нет, но Yamaha еще в девяностых годах выпустила в свет два мотоцикла с рядными двигателями, в которых угол коленвала был отличен от 180 градусов. TDM850 и TRX850. Сейчас трудно понять, зачем потребовалось внедрять подобие «БВ» в двигатель мощностью всего 73 л.с. Возможно, это была проба пера конструкторов, которая в 2004 году воплотилась, наконец, в лучший мотоцикл королевского класса.

      Двигатель мотоцикла Honda RC211VV-образная “пятерка” Honda RC211V с “большим взрывом”

      Мы, мотоциклисты, живем в очень интересное время. Если верить знатокам, именно сейчас наступил «золотой век» мотоцикла. Технологии, которые еще два-три года назад были доступны только лучшим гонщикам планеты, теперь в свободной продаже. В погоне за совершенством конструкторы выдавливают из железа все до последней капли. И технология «Большого Взрыва» – лучшее тому подтверждение, потому что она, по сути, результат глубокого анализа биения «сердец» современных мотоциклов. Ученые и инженеры смогли расшифровать фундаментальный ритм двухколесной машины. Куда гоночные технологии придут через два-три года, известно одному Богу. А нам остается наслаждаться этими плодами, пока есть возможность.

      (1) Но все же чуть позже того момента, когда Господь сотворил мотогонки и увидел, что это обалдеть как хорошо.

      Антон Барсуков, фото автора.Великобритания, 2005г.

      bikedemia.ru


      Смотрите также