Мотоциклы

Сухое трение происходит между сухими поверхностями (рис. 61, а).

Рис. 61. Схема сухого и жидкостного трения: а — сухое трение; б — жидкостное трение.

На поверхности всех трущихся деталей мотоциклетных двигателей даже при тщательном изготовлении имеются мельчайшие неровности — следы механической обработки. При сухом трении эти неровности препятствуют движению одной поверхности по другой, при этом происходит истирание трущихся поверхностей с выделением тепла и затратой на это истирание некоторого количества полезной работы.

При увеличении нагрузки неровности, имеющиеся на поверхности, сближаются между собой и все больше их число входит в зацепление, вследствие чего сила трения увеличивается.

В зависимости от нагрузки деформация неровностей может быть упругой, т. е. после снятия нагрузки с данной неровности она принимает начальную форму.

При большой нагрузке скольжение поверхностей сопровождается сминанием, царапанием и отрывом частиц металла от поверхности. При этом возникающее тепло не успевает отходить от трущихся поверхностей, температура подшипника повышается и может произойти заедание.

Заедание наблюдается у деталей, изготовленных из металлов, близких один к другому по составу и твердости.

Менее всего склонны r заеданию детали с твердой поверхностью, скользящие по деталям с менее твердой поверхностью, в том случае, когда структура металлов, из которых изготовлены соприкасающиеся детали, неоднородная.

Жидкостное трение происходит между поверхностями, разделенными слоем смазки (рис. 61, б). Оно совершенно не зависит от нагрузки, если эта нагрузка не чрезмерно велика и при ней сохраняется слой смазки между поверхностями. Жидкостное трение изменяется прямо пропорционально вязкости смазки, скорости перемещения трущихся поверхностей одна относительно другой и площади трущихся поверхностей и обратно пропорционально толщине слоя смазки.

Толщина слоя смазки, заключенной между поверхностями, зависит в свою очередь от давления, приходящегося на эти поверхности.

В условиях эксплуатации мотоцикла жидкостное трение может переходить в полужидкостное или полусухое.

Полусухое, или полужидкостное, трение возникает в тех случаях, когда между трущимися поверхностями не удается создать сплошной масляной пленки, и поверхности частично соприкасаются своими неровностями. Такое трение называется полусухим, или полужидкостным, в зависимости от того, какое трение здесь преобладает, сухое или жидкостное. Это наблюдается у подшипников скольжения, применяемых в мотоциклетных двигателях, бронзовых втулок, пальцев поршня, коленчатого вала и валиков шестерен привода распределения, а также иногда у подшипников скольжения кривошипных головок шатунов. Кроме того, с полужидкостным трением работают поршневые пальцы, направляющие толкателей, поршневые кольца во всех случаях, когда толщина смазочного слоя меньше высоты неровностей на трущихся деталях.

В основном полужидкостное трение наблюдается при запуске двигателя, когда в подшипниках скольжения еще не создан достаточный слой масла, а также при работе нового двигателя, когда высота неровностей еще велика и трущиеся поверхности деталей еще не приработались.

Приработка трущихся деталей новых мотоциклетных двигателей, а также деталей всех агрегатов мотоцикла представляет собой как бы дополнительную механическую их обработку, в результате которой полируется поверхность этих деталей.

Во время приработки наблюдается полужидкостное, или полусухое, трение, при котором выделение тепла очень велико, что заставляет вести приработку на пониженных оборотах и уменьшенных нагрузках во избежание перегрева и заедания деталей. Приработка двигателя зависит от качества обработки и материала деталей и ведется в течение определенного времени, соответствующего заданному заводом пробегу мотоцикла с постепенным повышением нагрузки и оборотов до нормальных.

Чтобы уменьшить сухое или полужидкостное трение в период приработки деталей и механизмов мотоцикла, необходимо чаще менять масло.

2. Основные понятия о маслах

Исходным продуктом для получения минеральных масел является нефть. Масла получаются перегонкой и химической обработкой мазута, остающегося в перегонных аппаратах после выделения из нефти легких углеводородов — бензина, лигроина и керосина. При дальнейшей перегонке из мазута выделяются масляные дестиллаты — соляровый, веретенный, машинный, автоловый и цилиндровый. Для смазки мотоциклетных двигателей обычно применяются подвергнутые специальной обработке и смешению машинные и цилиндровые масляные дестиллаты.

Из растительных масел для мотоциклетных двигателей иногда используется касторовое масло.

Масла, применяемые для мотоциклетных двигателей, должны обеспечивать надежную смазку трущихся деталей двигателя, работающих в различных условиях. Так, для смазки деталей, имеющих возвратно-поступательное движение (цилиндр и поршень, толкатель и направляющая втулка, поршневой палец и бобышка) требуется небольшое количество масла, но обладающего повышенной вязкостью и липкостью. Для смазки подшипников скольжения (бронзовых втулок или вкладышей, залитых баббитом) мотоциклетных двигателей требуется большое количество масла, но меньшей вязкости. Для смазки шариковых и роликовых подшипников требуется среднее количество смазки. Только у роликовых подшипников с большим осевым давлением большое количество смазки значительно уменьшает потери на трение.

Чрезмерная смазка повышает трение и увеличивает перегрев подшипников.

Масло, находящееся в картере двигателя в распыленном состоянии, соприкасается с горячими деталями двигателя. При этом происходит окисление масла, сопровождающееся выделением из него смолистых и асфальтовых веществ, которые в свою очередь разлагаются при соприкосновении с нагретыми деталями двигателя и образуют нагар.

В результате выделения смол и их коксования часто наблюдается пригорание (залегание) колец в канавках поршня. Вследствие пригорания колец ухудшается уплотнение поршня в цилиндре, увеличивается нагарообразование на стенках камеры сгорания и днище поршня, повышается расход масла.

Из-за пригорания колец и увеличения нагарообразования ухудшается теплоотдача поршня, двигатель теряет мощность и работает неравномерно, перегретые кольца теряют упругость и лопаются. Образование нагара увеличивает износ двигателя вследствие того, что кусочки нагара попадают в масло и, проникая в зазоры подшипников, создают полусухое трение.

В результате пригорания колец горячие газы свободно проникают в картер двигателя, повышают температуру масла, распыленного в картере, вследствие чего окисление масла значительно ускоряется.

Качество масла вследствие окисления резко меняется, его кислотность и вязкость повышаются, масло темнеет и делается более густым. Повышение кислотности масла влечет разъедание металлов.

К качеству масла, применяемого для мотоциклетных двигателей, предъявляется ряд требований, которые должны обеспечивать длительную его эксплуатацию.

Основными качествами, характеризующими масло, являются следующие: вязкость, удельный вес, температура вспышки, температура застывания, кислотность, зольность, цвет, маслянистость (или липкость), коксовое число.