Мотоциклы

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

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

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

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

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

Глава IV КРИВОШИПНО-ШАТУННЫЙ МЕХАНИЗМ

1. Цилиндры

Цилиндр мотоциклетного двигателя служит для направления движения поршня.

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

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

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

Рис. 16. Цилиндр с алюминиевым оребрением.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

На рис. 19 показан цилиндр двухтактного двигателя мотоцикла К1Б.

Рис. 19. Цилиндр двухтактного двигателя (разрез).

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

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

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

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

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

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

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

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