Мотоциклы

Обогащение рабочей смеси до определенного предела улучшает охлаждение двигателя, так как при этом понижается средняя температура цикла и уменьшается количество тепла, передаваемого от газов стенкам цилиндра. Понижение средней температуры цикла происходит вследствие того, что при недостатке воздуха в сгорании участвует не все горючее и, кроме того, часть тепла, получаемого во время сгорания, тратится на испарение и нагрев горючего, не участвующего в сгорании из-за недостатка кислорода. В практике это часто используют для понижения температуры цилиндра двигателя при движении по тяжелым участкам дороги или с большой скоростью. Но в этом случае рабочая смесь должна обогащаться только за счет увеличения (подачи горючего, а не за счет уменьшения подачи воздуха.

Обеднение рабочей смеси до определенного предела также улучшает охлаждение двигателя, т. е. при обеднении смеси происходит уменьшение передачи тепла от газов к стенкам цилиндра двигателя. Это объясняется тем, что часть тепла затрачивается на нагревание избыточного воздуха, не принимающего участия в сгорании.

Увеличение степени сжатия несколько повышает среднюю температуру цикла, так как рабочая смесь, сжатая в камере небольшого объема, сгорает при повышенных температуре и давлении. Но при этом количество тепла, передаваемого от газов стенкам камеры сгорания, снижается вследствие того, что поверхность камеры имеет уменьшенный объем. Однако температура и давление газов в конце хода расширения у двигателей с повышенной степенью сжатия получается более низкой, чем у двигателей с обычной степенью сжатия. Объясняется это тем, что при подходе поршня к нижней мертвой точке газы в цилиндре двигателя расширяются в большей, чем обычно, степени.

Таким образом, уменьшение поверхности камеры сжатия, увеличение скорости сгорания и большое расширение отработавших газов в цилиндре двигателя приводят к тому, что при повышенной степени сжатия средняя температура стенок цилиндра и головки понижается.

Но беспредельно повышать степень сжатия нельзя. Основной причиной, ограничивающей увеличение степени сжатия, является детонация, при которой одновременно с понижением температуры выпускных газов наблюдается перегрев стенок камеры сжатия вследствие местного повышения температуры.

3. Воздушное охлаждение

У мотоциклетных двигателей воздушного охлаждения передача тепла от стенок цилиндра воздуху происходит через ребра цилиндра. Для улучшения охлаждения наибольшее количество ребер располагается обычно у головки цилиндра, так как в этой части цилиндр подвергается большему температурному воздействию. Поэтому ребра у головки цилиндра делаются с большей поверхностью, чем ребра, удаленные от нее.

В зависимости от положения цилиндра относительно направления потока воздуха расположение ребер на цилиндре может быть различным. Наиболее распространено кольцевое расположение ребер, расположение ребер отдельными выступами в шахматном порядке или в ряд и продольное расположение ребер.

В первых двух случаях плоскость ребер может быть параллельна потоку воздуха, обдувающего цилиндр, или наклонна к нему.

Наиболее часто применяется кольцевое расположение ребер. Это объясняется тем, что цилиндры с кольцевым расположением ребер просты в изготовлении. При вертикальном расположении цилиндра поток обдувающего воздуха параллелен плоскости ребер, но так как обычно у мотоциклов цилиндры расположены под углом с целью уменьшения общей высоты двигателя, то кольцевые ребра располагаются к направлению потока воздуха также под некоторым углом.

Расположение ребер отдельными выступами в шахматном порядке на поверхности цилиндра (рис. 58) увеличивает передачу тепла за счет увеличения поверхности ребер и большего завихрения между ними воздуха.

Рис. 58. Цилиндр с расположением ребер отдельными выступами (в шахматном порядке).

В результате большое количество тепла отводится от выпускного клапана и патрубка, выполненных на передней стороне цилиндра. Кроме того, при таком расположении ребер улучшается использование воздушного потока, омывающего цилиндры двигателя.

У двигателя мотоцикла М1А ребра цилиндров имеют кольцевое расположение, ширина ребер на передней и задней стороне цилиндра увеличена (рис. 59).

Рис. 59. Цилиндр двигателя М1А.

Это сделано для того, чтобы поддержать температуру цилиндра одинаковой, так как равномерный отвод тепла от стенок цилиндра по окружности обеспечивает равномерное тепловое расширение и в процессе работы исключает овализацию цилиндра за счет неравномерного нагрева. Неравномерный нагрев и овализация цилиндра приводят к повышенному износу его стенок.

На головке цилиндра обычно выполняется значительное количество ребер, так как она всегда нагрета сильнее других частей цилиндра. Так же как у цилиндров, ребра на головке могут быть расположены в направлении вдоль потока воздуха или под некоторым углом к нему. На рис. 60 показано расположение ребер на головке цилиндра двигателя М-72.

Рис. 60. Оребрение головки цилиндра двигателя М-72.

Верхние края всех ребер головки связаны между собой общим ребром. При такой связи сохраняется целость ребер в случае удара мотоцикла о землю, так как цилиндры этого двигателя расположены горизонтально по сторонам мотоцикла и при его падении поломка не связанных между собой отдельных ребер была бы неизбежна. Кроме того, связующее ребро увеличивает поверхность охлаждения головки при малой высоте основных ребер.

При верхнем расположении клапанов отвод тепла от головки цилиндра затрудняется вследствие наличия на ней крышек, защищающих клапаны, пружины и коромысла от пыли и грязи. В этом случае увеличение отвода тепла достигается усиленным оребрением боковых стенок головки.

Глава VII СМАЗКА

1. Назначение смазки. Виды трения

Смазка двигателя применяется для уменьшения силы трения и охлаждения трущихся поверхностей, а следовательно, для уменьшения работы трения, износа, перегрева и предотвращения заедания трущихся деталей двигателя.

При движении соприкасающихся поверхностей относительно друг друга возникают силы, препятствующие этому движению. Эти силы называются силами трения, а явление, при котором они возникают, называется трением. Для преодоления сил трения затрачивается некоторое количество механической энергии, которая при этом превращается в тепловую, идущую на нагревание трущихся деталей двигателя.

Различают два вида трения: трение качения и трение скольжения.

Трение качения возникает в результате качения одного тела по поверхности другого. Так, например, при качении ролика или шарика (в роликовых или шариковых подшипниках) образуется трение качения. В зависимости от нагрузки площадь соприкосновения ролика или шарика с поверхностью представляет собой прямоугольник (при качении ролика) или круг (при качении шарика). На сминание соприкасающихся поверхностей и на вращение ролика или шарика затрачивается некоторое количество работы. При увеличении нагрузки на ролики или шарики соответственно увеличивается площадь их соприкосновения, а следовательно, увеличивается и сила трения.

Подшипники, конструкция которых основана на принципе качения, выполняются в виде роликовых, шариковых или игольчатых. Смазка их осуществляется за счет наличия некоторого слоя масла между роликами или шариками и соприкасающимися с ними поверхностями.

Трение скольжения возникает в результате скольжения одного тела по поверхности другого.

Различают три вида трения скольжения: сухое, жидкостное и полусухое, или полужидкостное, трение.

Заметим, что при работе подшипников скольжения мотоциклетного двигателя преобладает жидкостное трение, иногда полужидкостное и очень редко встречается сухое трение.