Мотоциклы - Жигарев Федор Михайлович - Страница 4

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

По рабочему объему мотоциклетные двигатели разделяются на четыре основные группы:

1) С объемом 75—125 см³. Эти двигатели, предназначенные для сверхлегких мотоциклов и мотовелосипедов, одноцилиндровые и в основном работают по двухтактному процессу.

2) С объемом цилиндра 125–250 см³. Эти двигатели, предназначенные для легких мотоциклов, одноцилиндровые, двухтактные и четырехтактные.

3) С объемом 250–500 см³. Эти двигатели, предназначенные для средних мотоциклов, одноцилиндровые или двухцилиндровые.

4) С объемом выше 500 см³. Эти двигатели, предназначенные для тяжелых мотоциклов, двухцилиндровые, изредка четырехцилиндровые.

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

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

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

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

В четырехтактных двигателях рабочий цикл[2] завершается за четыре такта — четыре хода поршня — за два оборота коленчатою вала двигателя. Четырехтактные двигатели имеют рабочий объем цилиндров от 150 до 1200 см³, причем рабочий объем одного цилиндра не превышает 600 см³.

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