Неопытные люди в вопросе двигателей мотоциклов обращают внимание только на максимальную мощность, так называемые «лошади». Остальные параметры они не особо учитывают, и как правило распространят миф о том, что мотоцикл с менее 100 л. с. плохо едет и т. д.
Перед тем как сделать покупку мы рекомендуем определиться с тем, что хочешь от двухколесного друга, с местностью эксплуатации и конкретные цели приобретения.
Сегодня мы поговорим о типах двигателей у мотоциклов.
Расположение цилиндров двигателей современных мотоциклов:
- А — одноцилиндровый двухтактовый;
- Б — одноцилиндровый четырехтактовый;
- В — двухтактовый рядный с поперечным расположением коленчатого вала;
- Г — четырехтактный рядный с поперечным расположением коленчатого вала;
- Д — четырехтактный V-образный с продольным расположением коленчатого вала;
- Е — четырехтактный V-образный с поперечным расположением коленчатого вала;
- Ж — четырехтактный рядный с поперечным расположением коленчатого вала;
- З — двухтактовый трехцилиндровый L-образный с поперечным расположением коленчатого вала;
- И — четырехтактный двухцилиндровый с оппозитным расположением цилиндров;
- К — четырехтактный двухцилиндровый с оппозитным расположением цилиндров.
Самые редкие движки – дизельные, такой техники очень мало. С каждым годом все чаще встречаются электродвигатели, тут все понятно, мир не стоит на месте. А самые распространенные двигатели на мототехнику – с бензиновым впрыском.
Бензиновые ДВС могут быть 2-х и 4-х тактными. Первый вариант распространен в технике с малым количеством кубов, т. к. они имеют простое строение и прекрасную пропорцию веса к мощности. Это позволяет двигателям пользоваться большим спросом среди скутеров, мотоциклов для бездорожья и кольцевых шоссе. Гражданские мотоциклы с 2-х тактным двигателем практически не производятся. Такие мотоциклы можно рассматривать для своей покупки, если у вас раньше не было опыта передвижения на подобном транспорте или он невелик. Хорошо подходит для обучения вождению.
Самые распространенные ДВС 4-х тактные (99% современных моделей). Они намного современней, при более сложной конструкции выбрасывают меньше вредных отходов в воздух и тратят меньше топлива. В обслуживании такие двигатели более просты и надежны, им хватает регулярной смены масла для безотказной работы на тысячи км.
В мире мототехники существует огромное количество вариаций компоновки моторов, в отличие от автопрома. Но вопрос выбора часто упирается в финансовый фактор, так как же выбрать необходимое сердце мотоцикла? Ниже мы предоставим вам подробную информацию для рассуждений.
Мощность двигателя мотоцикла
Крутящий момент – это произведение длины плеча и силы на нее действующей (изм. Н*м). Мощность – это произведение крутящего момента на угловую скорость, другими словами, количество работы, сделанное при определенных оборотах (изм. в л. с.).
Крутящий момент двигателя мотоцикла зависит от многих моментов, таких как радиус кривошипа коленчатого вала, поршневая площадь, внутри цилиндрическое давление и пр. А мощность зависит от оборотов двигателя.
Для получения мощного и моментного двигателя необходимо привести большие поршни в очень быстрое движение для вращения длинных рычагов коленчатого вала, но это взаимозамещающие вещи. Куда более просто раскрутить меньшие поршни до огромных оборотов, т. к. у них короче ход.
Особенности подборки и замены ЦПГ
Если появилась необходимость в приобретении новой цилиндропоршневой группы, то, учитывая немалую стоимость деталей, следует тщательно проверить изделия перед покупкой. Прежде всего, следует убедиться в том, что запчасть подходит к конкретной модели двигателя. Затем рекомендуется вскрыть упаковку и тщательно осмотреть детали ЦПГ. На изделиях не должно быть царапин, сколов и других механических повреждений. Следы ржавчины на гильзах цилиндра указывают на наличие ненадлежащих условий хранения, поэтому от такой покупки следует отказаться.
Желательно вооружиться точными весами и замерить массу поршней. Разница между изделиями не должна превышать 5 грамм. В противном случае, повышенный уровень вибрации будет обеспечен во время работы двигателя.
Если внешне осмотреть детали ЦПГ и взвесить поршни можно без особого труда, то определить некачественный металл обычному водителю очень непросто. По этой причине покупать цилиндропоршневую группу следует только в торговых организациях заслуживающих доверие.
Когда нужна замена цилиндро-поршневой группы ЦПГ
Стандартная ситуация замены цилиндропоршневой группы – это износ основных рабочих деталей. Сопровождаться данное явление будет следующими признаками:
- Снижением мощности.
- Повышенным расходом топлива и моторного масла.
- Преждевременным выходом из строя свечей зажигания и/или форсунок.
- Черным дымом из выхлопной трубы.
При наличии подобных технических неприятностей эксплуатация машина возможна, но эффективность работы двигателя внутреннего сгорания будет оставлять желать лучшего. Встречаются также ситуации, когда требуется экстренно заменить ЦПГ. Например, двигатель может заклинить в результате разрушения поршневых колец или стачивания пальцем стенки цилиндра в результате выхода стопора этой детали из канавки.
Если есть желание форсировать двигатель, то также можно приобрести и установить ЦПГ соответствующего типа. Монтаж больших по размеру цилиндров позволит без замены мотора существенно повысить мощность силового агрегата.
Цилиндро поршневая группа – определение износа, выбор, снятие и установка (видео)
Нестабильная работа двигателя внутреннего сгорания может быть вызвана неисправностью топливной системы, неправильной установкой момента зажигания и регулировкой газораспределительного механизма. Чтобы не потратить значительное количество времени на напрасный труд, следует убедиться в том, что ЦПГ на самом деле нуждается в замене.
Наиболее правильным способом определения износа цилиндропоршневой группы является измерение компрессии. Для выполнения этой работы достаточно выкрутить из цилиндра свечу зажигания и установить в отверстие трубку манометра. Затем следует прокрутить коленвал и зафиксировать максимальное значение давления. Если этот показатель существенно отличается от номинальных значений, то ЦПГ необходимо заменить.
Заметно увеличился расход моторного масла
Если масло приходится очень часто добавлять в двигатель, а видимых подтеков смазки под автомобилем не наблюдается, то для того чтобы убедить в том, что смазка расходуется по причине сгорания внутри цилиндра следует выкрутить свечу зажигания или форсунку и осмотреть деталь. При наличии значительно нагара на поверхности этих деталей, а также других признаков износа ЦПГ (снижение мощности, черный дым, расход топлива), потребуется разобрать двигатель и заменить изношенные поршни и цилиндры.
Тюнинг ЦПГ или стандарт
Если появляется необходимость в замене ЦПГ, то многие владельцы авто задумывают о том, чтобы вместо стандартных поршней и цилиндров установить детали большего объема. Увеличение литража двигателя повлечет за собой значительный прирост мощности, но у подобного подхода есть и существенные недостатки. Среди основных минусов установки тюнингованной ЦПГ следует отметить:
- Цена модернизированных деталей выше.
- Повышение рабочего объема двигателя приведет к увеличению расхода топлива.
- Потребуется настройка карбюратора или системы прямого впрыска топлива.
Несмотря на наличие недостатков, тюнинг ЦПГ имеют один существенный плюс – значительный прирост мощности.
V-твин
Существует два типа V-образных двигателей:
- «Воздушные». Их устанавливают в Харлеи и другие круизеры из-за эстетичности самого двигателя. Плюсы: очень хороший крутящий момент на низких оборотах, простота конструкции и красивый вид. Минусы: вибрация, слабое охлаждение заднего цилиндра, маленький рабочий диапазон.
- «Жидкостные». Данный тип двигателей любят мотопроизводители из Италии, так как умеют добиваться от них хороших показателей ТТХ. Плюсы: высокие мощность с крутящим моментом, рабочий диапазон достаточно широк, конструкция узкая по габаритам. Минусы: сложнообслуживаемый двигатель с недешевым ремонтом.
Объем цилиндра: какую формулу использовать
Для решения этой задачи может пригодиться удобный инструмент — онлайн калькулятор. Если интересует вопрос, как узнать в собственном легковом авто рабочий объем цилиндра, понадобятся некоторые его характеристики, а именно высота и радиус, деленный на диаметр.
Произвести самостоятельный расчет объема цилиндра, можно по формуле:
Если известен диаметр, то рассчитать объем цилиндра поможет формула:
Вместо радиуса указывается значение диаметра. Владея необходимыми характеристиками, вычислительные операции не покажутся сложным процессом.
Калькулятор расчета мощности двигателя автомобиля
Онлайн конвертер объема, единицы и системы измерения, конвертация величин объема
Калькулятор расчета котлована, стоимость земляных работ, расчет объема котлована разной формы
Калькулятор расчета производительности форсунок
Калькулятор расчета индекса нагрузки шин
Калькулятор эмпирического расчета периодичности замены масла по фактическому расходу топлива
Источник
Оппозит
Поршневой ДВС с рядами цилиндров, выставленными под углом 180 градусов по отношению друг к другу. Достижение мертвой точки у противостоящих поршней происходит одновременно (зеркально). Очень схож с двигателем V-твин, но разница в градусе расположения цилиндров. Использовался у BMW и на наших Уралах и Днепрах. Плюсы: высокий крутящий момент, цилиндры качественно охлаждаются, центр тяжести находится низко. Минусы: широкая конструкция и непростая в сборка (в особенности газораспределительный механизм).
Наша рекомендует приобретать оригинальные комплектующие. Мы сотрудничаем с заводами-производителями Suzuki, Honda и поставляем контрактные запчасти, которые проверены специалистами. Напишите нашим сотрудникам, они помогут вам в выборе нужной детали.
Двигатели мотоциклов
Как известно, двигатели внутреннего сгорания (ДВС), бывают трех типов, а именно двухтактные, четырехтактные и роторные. Последние не сильно распространены но некоторые мотопроизводители их все же используют ( Triumf).
Общее устройство и работа двигателя
На мотоциклы устанавливают двигатели внутреннего сгорания (ДВС), в цилиндрах которых тепловая энергия сгорающего топлива превращается в механическую работу. Возвратно-поступательное движение поршня, воспринимающего давление газов, преобразуется во вращение коленчатого вала посредством кривошипно-шатунного механизма, который состоит из цилиндра, поршня с кольцами, поршневого пальца, шатуна и коленчатого вала. Крайние положения перемещающегося в цилиндре поршня называют мертвыми точками — верхней мертвой точкой (ВМТ) и нижней мертвой точкой (НМТ). Расстояние от ВМТ до НМТ называется ходом поршня, а образуемое пространство — рабочим объемом цилиндра (см3). Полный внутренний объем цилиндра состоит из рабочего объема и объема камеры сгорания. Отношение полного объема к объему камеры сгорания называется степенью сжатия; чем она выше, тем более эффективно происходит рабочий процесс двигателя. Современные двигатели имеют степень сжатия 9–10 единиц (у спортивных моделей встречаются большие значения).
Поршневой двигатель внутреннего сгорания
| 1 — головка цилиндра; 2 — цилиндр; 3 — поршень; 4 — шатун; | 5 — коленчатый вал; 6 — картер; 7 — свеча зажигания |
У двух- и четырехтактных ДВС протекание рабочего процесса и конструкция деталей несколько различаются.
Четырехтактные двигатели
В четырехтактных двигателях рабочий цикл происходит за четыре хода поршня (такта) и два оборота коленчатого вала: впуск — поршень опускается от ВМТ и засасывает горючую смесь через открытый впускной клапан; сжатие — поднимающийся от НМТ поршень сжимает рабочую смесь при закрытых клапанах; рабочий ход — смесь сгорает, воспламенившись от электрической искры, и образующиеся газы, расширяясь, перемещают поршень вниз (этот ход поршня называется рабочим, поскольку во время него и совершается полезная работа); выпуск — движущийся вверх поршень выталкивает отработавшие газы через открытый выпускной клапан.
Рабочий процесс четырехтактного двигателя
| а — впуск; б — сжатие; в — расширение (рабочий ход); г — выпуск; | 1 — впускной клапан; 2 — свеча зажигания; 3 — выпускной клапан |
Двухтактные двигатели
В двухтактных двигателях один рабочий цикл происходит за один оборот коленчатого вала. Другая их особенность — отсутствие клапанов (впускных и выпускных) с механическим приводом. Их роль выполняет сам поршень, открывая и закрывая специальные окна и каналы на зеркале цилиндра, ну и на некоторых двигателях устанавливается лепестковый клапан на впуске. Объем картера под поршнем также используется при газообмене.
Рабочий процесс двухтактного двигателя
| а — впуск в кривошипную камеру, сжатие в цилиндре; б — воспламенение (до ВМТ) и последующее сгорание в цилиндре; в — выпуск отработавших газов из цилиндра и продувка горючей смесью из картера; г — схема лепесткового клапана; д — внешний вид лепесткового клапана; 1 — продувочный канал; 2 — выпускной канал; | 3 — свеча зажигания; 4 — лепестковый клапан во впускном канале; 5 — впускной канал; 6 — кривошипная камера; 7 — корпус лепесткового клапана; 8 — ограничитель; 9 — упругая пластина |
При движении поршня вверх от НМТ происходит впуск рабочей смеси в подпоршневом пространстве, а в надпоршневом — сначала вытеснение отработавших газов, оставшихся от предыдущего цикла, а позже, когда окна закрываются кромкой поршня — сжатие. Около ВМТ смесь в камере сгорания воспламеняется электрической искрой, образующейся между электродами свечи. Горящая топливно-воздушная смесь расширяется и толкает поршень вниз — происходит рабочий ход. Опустившись примерно на 2/3 своего хода, верхняя кромка поршня открывает окна в цилиндре. Отработавшие газы, находящиеся под избыточным дав-лением, выходят через выпускное окно в выпускную трубу. Через другие окна в цилиндр поступает свежий заряд из полости картера, где опускающийся поршень создает избыточное давление. Это перетекание смеси называется продувкой, а окна и каналы — продувочными.
Современные двухтактные ДВС имеют многоканальную (3–7 каналов) возвратно-петлевую продувку. Кроме того, на входе в цилиндр ставят обратный пластинчатый (лепестковый) клапан, которым управляет разрежение в картере. Во время впуска в картер (поршень движется от НМТ к ВМТ) под действием разрежения в подпоршневом пространстве пластинки клапана открывают проход горючей смеси от карбюратора. При обратном движении поршня (во время продувки) избыточное давление в картере закрывает пластины клапана, препятствуя обратному выбросу смеси из картера в карбюратор. Лепестковый клапан улучшает наполнение цилиндра, повышает мощность и экономичность двигателя, особенно на малых и средних частотах вращения коленчатого вала. Многие двигатели также имеют специальный механизм, изменяющий высоту выпускного окна (а значит продолжительность выпуска) в зависимости от частоты вращения коленчатого вала двигателя (так называемый «управляемый выпуск»). Несмотря на принимаемые меры по улучшению газообмена двухтактных ДВС, некоторая часть смеси уходит с отработавшими газами, что снижает их экономичность по сравнению с четырехтактными.
Рабочий процесс как двух-, так и четырехтактных ДВС происходит в цилиндре. Поршень перемещается по внутренней поверхности (зеркалу) цилиндра или вставной гильзы. В современных двигателях вместо стальных или чугунных гильз применяют твердосплавные никель-кремниевые композиции («никасил»), напыленные непосредственно на алюминиевую основу цилиндра. В зависимости от принятого типа системы охлаждения, рубашки цилиндра имеют ребра (воздушное охлаждение) или внутренние полости для прохода охлаждающей жидкости.
Поршень воспринимает давление газов при сгорании рабочей смеси. Он состоит из верхней и нижней частей (соответственно головки и юбки) и бобышек крепления поршневого пальца. Форма днища бывает плоской или выпуклой, у четырехтактных двигателей в днище часто делают выемки под клапаны. В юбке поршня у двухтактных двигателей выполнены вырезы, через которые проходит горючая смесь, ведь у этих двигателей поршень управляет газораспределением (впуском, продувкой и выпуском).
Поршни двухтактного (а) и четырехтактного двигателей (б)
1 — головка поршня; 2 — выборки под клапаны; 3 — компрессионные кольца; 4 — маслосъемное кольцо; 5 — бобышки крепления поршневого пальца; 6 — юбка поршня; 7 — вырез под продувочное окно; 8 — маслоуловительная полость (холодильник); 9 — вырез под дополнительное продувочное окно
Головка поршня имеет утолщенные стенки, в которых размещаются 1–3 компрессионных кольца, изготовленных из специального чугуна или стали. Эти кольца уплотняют зазор между поршнем и зеркалом цилиндра, отводят теплоту в стенки цилиндра. У четырехтактных двигателей, помимо компрессионных колец, на поршне имеется маслосъемное кольцо, удаляющее излишки масла с зеркала цилиндра.
Бобышки служат опорой для поршневого пальца, в них имеются проточки для стопорного кольца и отверстия для смазки масляным туманом. Часто в зоне бобышек, на внешней поверхности поршня, делают специальные углубления — холодильники.
Юбка направляет движение поршня. Из-за неодинакового теплового расширения различных частей поршня его наружной поверхности придают сложную форму: бочкообразную (конусную) по высоте и овальную — по окружности. Изготавливают поршни из высококачественных алюминиевых сплавов с большим содержанием кремния, выдерживающих высокие тепловые и механические нагрузки, и в то же время обладающие низким коэффициентом расширения.
Поршневой палец шарнирно соединяет поршень с шатуном. Обычно применяют плавающую посадку пальца в бобышках поршня и верхней головке шатуна- его фиксация от осевых перемещений осуществляется пружинными стопорными кольцами в бобышках.
Шатун передает усилие от поршня к коленчатому валу и состоит из стержня (двутаврового или эллиптического сечения) и головок: верхней и нижней. В зависимости от типа двигателя и применяемой системы смазки, головки шатуна выполняют с подшипниками скольжения (с втулками или вкладышами) или качения (роликовые, игольчатые). Когда в нижней головке применяют подшипник скольжения (вкладыш) , саму головку выполняют разъемной. В случае применения игольчатого подшипника, головку выполняют неразьемной и нижнюю шейку вала запресовывают в щеки.
Шатуны
а — с разъемной нижней головкой («Днепр»); б — с неразъемной нижней головкой («Урал»); 1 — крышка шатуна; 2 — шатунный болт; 3 — шатун; 4 — сепаратор подшипника нижней головки шатуна и ролики; 5 — вкладыши
Коленчатый вал воспринимает усилие от поршня (через шатун), преобразует его во вращательное движение и затем передает крутящий момент к трансмиссии. Кроме того, от коленчатого вала приводятся в действие другие системы и механизмы: газораспределительный механизм (ГРМ), масляный насос (в четырехтактных ДВС), генератор, насос системы охлаждения, уравновешивающие валы. В зависимости от числа цилиндров двигателя и конструктивной схемы коленчатый вал может иметь одно или несколько колен, каждое из которых образовано двумя щеками и шатунной шейкой. Между коленами и по краям вала располагаются коренные шейки, опирающиеся на подшипники.
Коленчатые валы изготавливают составными, или неразборными (цельными). Тип подшипников его опор (коренных шеек) зависит от применяемой системы смазки. Для повышения плавности работы двигателя (ведь только один ход поршня является рабочим, а остальные — один у двухтактного двигателя, и три у четырехтактного — требуют затраты энергии) коленчатые валы имеют выносной маховик, массивные щеки и противовесы. Кроме того, многие современные двигатели имеют специальные уравновешивающие валы, приводимые зубчатой передачей от коленчатого вала.
Коленчатый вал двухцилиндрового двигателя
б — цельный («Днепр»); 1 — шатун с неразъемной нижней головкой и роликовым подшипником; 2 — противовес;
3 D Двигатель мотоцикла
Четырёхтактный двигатель внутреннего сгорания. Как это работает?
Разборка двигателя Honda CBR929RR (часть 1). Первая часть страшного видео разборки двигателя мотоцикла Honda CBR929RR. В моторе кто-то поселился и рычит, гремит, стучит. Придонки решили выяснить кто там живет и изгнать его. Для этого открутили всё навесное: крышки, генератор, привода и т.д. Чем ближе к «Чужому» — тем страшнее…
Картер двигателя выполняют неразъемным или с плоскостью разъема (продольной, поперечной). В четырехтактных двигателях картер (или его поддон) обычно является резервуаром для масла, стекающего со смазываемых деталей. Многие двигатели имеют общий картер со сцеплением и коробкой передач. В двухтактных многоцилиндровых двигателях объем картера каждого цилиндра должен быть отделен от других, это усложняет конструкцию картера при числе цилиндров от двух и более.
Газораспределением в четырехтактных ДВС управляет распределительный (или кулачковый) вал, который вращается в два раза медленнее коленчатого. При вращении распределительный вал своими выступами (кулачками) взаимодействует с толкателями, которые непосредственно или через передаточное звено (коромысло, рокер) открывают клапаны (впускной и выпускной); их закрытие происходит под действием клапанных пружин. Периоды времени, когда открыты впускные и выпускные клапаны, называются фазами газораспределения; они согласованы с ходами поршня.
Диаграмма фаз газораспределения четырехтактного двигателя
1 — открытие впускного клапана; 2 — закрытие впускного клапана; 3 — закрытие выпускного клапана; 4 — открытие выпускного клапана; угол «a » — перекрытие клапанов
Для лучшего наполнения цилиндра горючей смесью фазу впуска начинают, когда поршень еще не дошел до ВМТ. При дальнейшем ходе поршня от ВМТ к НМТ он засасывает через открытый клапан горючую смесь; заканчивают впуск после прохождения НМТ, когда часть смеси поступает в цилиндр по инерции. Очистку цилиндра от отработавших газов начинают также в конце хода расширения, когда поршень еще не дошел до НМТ, но в цилиндре имеется избыточное давление. Затем, при ходе поршня от НМТ к ВМТ поршень выталкивает отработавшие газы. Закрывают выпускной клапан после ВМТ, чтобы дать части отработавших газов покинуть цилиндр по инерции. Таким образом, существует период времени, когда оба клапана открыты, — его называют «перекрытием клапанов». Каждая модель четырехтактного двигателя имеет свои оптимальные фазы газораспределения, которые задаются на заводе профилем кулачков распределительного вала. Некоторые новейшие мотоциклетные двигатели имеют специальные устройства, позволяющие изменять фазы газораспределения в зависимости от частоты вращения коленчатого вала.
На современных четырехтактных ДВС применяется несколько типов ГРМ: OHV, OHC, DOHC.
Схемы механизмов газораспределения
| а — OHV, б — OHC, в — DOHC; г — привод распределительного вала цепью; д — привод клапана по схеме DOHC; е — пятиклапанная головка двигателей «Yamaha»; 1 — распределительный вал; 2 — толкатель; 3 — штанга; 4 — рычаг (коромысло); 5 — регулировочная шайба; 6 — сухари фиксации тарелки; | 7 — тарелка (подпятник); 8 — наружная пружина; 9 — внутренняя пружина; 10 — опорная шайба с маслосъемным колпачком; 11 — клапан; 12 — звездочка на коленчатом валу; 13 — башмак натяжителя; 14 — натяжитель; 15 — приводная цепь; 16 — установочная метка на звездочке распределительного вала; 17 — успокоитель цепи |
В схеме OHV расположенные в головке цилиндра клапаны приводятся от «нижнего» распределительного вала посредством толкателей, штанг и коромысел; конструкция не обеспечивает четкой работы механизма при высоких частотах вращения коленчатого вала. Двигатели с ГРМ типа OHC имеют «верхний» распределительный вал, воздействующий на толкатели клапанов посредством рычагов (рокеров); вал приводится во вращение цепью или зубчатым ремнем. В современных многоклапанных головках с 4–5 клапанами на цилиндр используют два распределительных вала, каждый из которых своими кулачками непосредственно воздействует на толкатели клапанов (схема DOHC). Такая конструкция имеет минимум деталей и из-за этого снижена инерционность привода клапанов, что позволяет повысить частоту вращения коленчатого вала двигателя, а значит, и его мощность; ГРМ типа DOHC находят все более широкое распространение.
Схема работы OHV
Распределительный вал приводится от коленчатого вала зубчатой, цепной передачей или посредством зубчатого ремня. В последних двух случаях двигатели имеют натяжители и успокоители цепи (ремня).
Для нормальной работы клапанного механизма между стержнем клапана и его приводом должен всегда быть тепловой зазор (0,05–0,15 мм). Когда зазора нет, клапаны закрываются неплотно, вследствие чего обгорают и выходят из строя. При увеличенном зазоре они открываются не полностью (теряется мощность) и, кроме того, стучат. Многие двигатели зарубежных мотоциклов имеют ГРМ с гидрокомпенсаторами (работающими от давления в системе смазки), автоматически поддерживающими требуемые клапанные зазоры. Если такая система не предусмотрена, зазор регулируют при техническом обслуживании (ТО).
Четырехтактные двигатели конструктивно сложнее двухтактных, поскольку имеют дополнительно ГРМ и систему смазки. Тем не менее, начиная с 70-х годов ХХ века, они имеют преимущественное распространение на мотоциклах из-за более «чистого» сгорания и лучшей экономичности. В настоящее время в развитых странах мотоциклы с двухтактными двигателями имеют ограниченное применение — это старые модели, спортивные мотоциклы и мопеды; в обозримом будущем, в частности в Европе, ожидается полное прекращение производства этих двигателей из-за крайне отрицательного воздействия на окружающую среду.
Цилиндров мотоциклетных двигателей чаще всего бывает 1, 2 и 4, хотя встречаются 3-, 6- и даже 10-цилиндровые. Они имеют разнообразные компоновки: рядные (продольные и поперечные), V- и L-образные, горизонтальные оппозитные. Рабочий объем двигателей серийных мотоциклов обычно не превышает 1500 см3, мощность 150–180 л.с.
Расположение цилиндров двигателей современных мотоциклов
| а — одноцилиндровый двухтактный; б — одноцилиндровый четырехтактный; в — двухтактный рядный с поперечным расположением коленчатого вала; г — четырехтактный рядный с поперечным расположением коленчатого вала; д — четырехтактный V-образный с продольным расположением коленчатого вала; | е — четырехтактный V-образный с поперечным расположением коленчатого вала; ж — четырехтактный рядный с поперечным расположением коленчатого вала; з — двухтактный трехцилиндровый L-образный с поперечным расположением коленчатого вала; и — четырехтактный двухцилиндровый с оппозитным расположением цилиндров; к — четырехтактный четырехцилиндровый с оппозитным расположением цилиндров |
Cистемы смазки и охлаждения двигателя
Смазка деталей ДВС нужна для уменьшения трения между ними и отвода тепла. Она осуществляется моторными маслами, которые обладают стойкостью к воздействию высоких температур в сочетании с малой вязкостью при низких температурах (для уверенного пуска двигателя). Кроме того, моторные масла не должны при сгорании образовывать нагар, не должны быть агрессивными по отношению к резиновым уплотнениям и деталям из пластмасс. Для смазки применяются минеральные масла(получаемые из нефти путем перегонки), полусинтетические и синтетические. Полусинтетические масла представляют смесь высококачественных нефтяных и синтетических базовых компонентов. У синтетических масел нефтяная основа отсутствует, за счет эффективных антифрикционных присадок повышается (по сравнению с минеральными маслами) срок службы двигателя, облегчается его пуск при низких температурах. Несмотря на более высокую цену, полусинтетические и синтетические масла находят все более широкое применение. Производятся специальные моторные масла, причем они различаются для двигателей, отличающихся по тактности (двух- и четырехтактных) и по степени форсировки. Для российских мотоциклов с четырехтактными двигателями применяют автомобильные масла различной вязкости, с двухтактными — МГД-14, или зарубежные аналоги.
В четырехтактных двигателях применяются три способа подачи масла к трущимся поверхностям: под давлением, разбрызгиванием и самотеком. Большинство пар трения смазывается под давлением, создаваемым масляным насосом. Другие пары трения смазываются масляным туманом, который образуется при разбрызгивании капель масла движущимися деталями кривошипно-шатунного механизма. И, наконец, третья группа деталей смазывается маслом, стекающим по особым каналам и желобам. Картер (поддон картера) обычно является масляным резервуаром (так называемый «мокрый» картер — рис. а).
Системы смазки четырехтактного двигателя
| а — с «мокрым» картером («Урал»); б — с «сухим» картером; 1 — поддон картера; 2 — маслоприемник; 3 — масляный насос; | 4 — щуп-указатель уровня масла; 5 — шестерня привода масляного насоса (от распределительного вала); 6 — масляный бак; 7 — двухсекционный масляный насос; 8 — масляный фильтр |
Некоторые зарубежные мотоциклы имеют систему с «сухим» картером (рис. б), из которого масло сначала откачивается одной из секций насоса в отдельный масляный бак, а другой секцией под давлением подается к поверхностям трения. Бак может располагаться в разных местах: возле двигателя, у заднего колеса или в передней части рамы.
Уровень масла во всех системах смазки контролируют при помощи щупа (с метками минимального и максимального уровня) или через специальное контрольное отверстие. Работа двигателя с пониженным уровнем масла недопустима.
Система смазки содержит масляный насос, масляный фильтр, клапаны (обратный и предохранительный) и магистрали в виде каналов (трубок, сверлений в деталях).
Масляные насосы четырехтактных ДВС бывают плунжерного и шестеренного типов.
Типы масляных насосов
а — плунжерный; б — шестеренный с наружным зацеплением шестерен; в — с внутренним зацеплением шестерен
Шестеренный насос, получивший наибольшее распространение, состоит из корпуса, в котором расположены одна или две пары шестерен с наружным или внутренним зацеплением; шестерни приводятся во вращение от коленчатого или распределительного вала двигателя. Масло поступает во входную полость корпуса, захватывается зубьями шестерен и нагнетается к выпускной полости. Из фильтров наиболее распространены сменные бумажные.
В двухтактных двигателях смазка трущихся пар осуществляется маслом, находящимся в виде мелких капель в парах топлива. Масло смешивают с бензином либо предварительно в баке (в пропорции 1:25–1:50), либо непосредственно во впускном патрубке, куда оно в необходимом количестве подается специальным насосом-дозатором. Последнюю систему подачи масла называют«системой раздельной смазки», она имеет преимущественное распространение на зарубежных двухтактных двигателях. В таких системах подача масла на малых нагрузках доводится до соотношения 1:200, что снижает дымность выхлопа, уменьшает общий расход масла и образование нагара в камере сгорания.
Двухтактный двигатель с системой раздельной смазки
1 — масляный бак; 2 — карбюратор; 3 — разделитель троса «газа»; 4 — ручка «газа»; 5 — трос управления подачей масла; 6 — плунжерный насос-дозатор; 7 — шланг, подводящий масло во впускной патрубок
В системах с раздельной смазкой применяют насосы плунжерного типа, приводимые в действие от коленчатого вала или моторной передачи. Масло хранится в специальном баке и поступает к насосу самотеком. Конструкция предусматривает сигнализатор низкого уровня масла в баке. Количество подаваемого во впускной патрубок масла зависит от частоты вращения коленчатого вала двигателя; в некоторых конструкциях имеется еще одна регулировка его производительности — от положения ручки «газа», для чего насос соединен с ней отдельным тросом.
Система охлаждения
При сгорании топлива в цилиндре ДВС выделяется тепло, часть которого (около 35 %) идет на полезную работу, остальное рассеивается в окружающую среду. Если рассеивание тепла недостаточно эффективно, детали цилиндро-поршневой группы перегреваются, и из-за их чрезмерного расширения, а также нарушения условий смазки, может произойти заклинивание и повреждение деталей. Чтобы не допустить перегрева, все мотоциклетные двигатели вне зависимости от тактности имеют систему охлаждения — воздушную или жидкостную.
Системы охлаждения мотоциклетных ДВС
| а — встречным потоком воздуха; б — принудительная воздушная; в — жидкостная; г — воздушно-масляная (двигателя с «сухим» картером); 1 — вентилятор с механическим приводом; 2 — жидкостный радиатор; 3 — вентилятор; | 4 — электродвигатель; 5 — расширительный бачок; 6 — термостат; 7 — жидкостный насос; 8 — масляный насос; 9 — масляный бак; 10 — масляный радиатор |
Спортбайк
Мы говорим «спортбайк» — подразумеваем «энерговооруженность», девиз конструкций — максимальная мощь при минимальной массе. Остальное — по боку. Зачем беспокоиться о ломовой тяге на низах, если мотор спортбайка «любит жить» в режиме, когда стрелка у красной черты тахометра. Это high-end технической мысли мотопрома, в них собраны все самые современные разработки. Лучшая маневренность, динамика разгонов и эффективность торможения — все это спортбайки — конвейерные версии знаменитых двухколесных болидов Гран При.
Запуск
Для того чтобы завести холодный мотор, необходима обогащенная смесь. В камере некоторых карбюраторов для этого имеется утопитель поплавка. Когда нажимается его стержень, уровень топлива в камере резко возрастает до уровня выше допустимого. Из-за этого топливо начинает перетекать во впускной трубопровод. А часть топлива вытекает наружу. С некоторых пор, правда, конструкции карбюраторов выполняют таким образом, чтобы пары не попадали наружу. Такие конструкции предполагают использование обогатительной смеси, представляющей собой воздушную заслонку или еще один топливный канал. Ее применяют вместо утопителя.
В последнее время четырехтактные двигатели мотоциклов часто имеют систему впрыска топлива на электроуправлении. Она состоит из топливного насоса с электроприводом, аккумулятора, электромагнитных форсунок, электронного БУ, который соединен с различными датчиками, распределительного трубопровода.
Встречаются также системы регулирования моторов, где регулировка систем питания и зажигания объединены, что повышает экономичность и в то же время мощность агрегата.
Основная неисправность системы питания, из-за которой может потребоваться ремонт двигателя мотоцикла, — сокращение или даже прекращение подачи топлива из-за засора. Чтобы этого избежать, используют топливный фильтр. Кроме этого, необходимо следить за состоянием воздушного фильтра и герметичности патрубков.
