Двигатели мотоциклов: устройство, принцип работы, технические характеристики
Начинающие водители иногда думают, что самое главное качество, которое имеют двигатели мотоциклов, — это количество лошадиных сил, и считают, что средство будет ездить хорошо, лишь обладая мощностью более ста сил. Однако, помимо этого показателя, существует множество характеристик, влияющих на качество работы мотора.
Виды двигателей мотоциклов
Бывают двухтактные и четырехтактные моторы, принцип работы которых несколько отличен.
Также на мотоциклах устанавливают разное количество цилиндров.
Помимо родного карбюраторного мотора, часто можно встретить инжекторные агрегаты. И если первый вид мотоциклисты привыкли исправлять самостоятельно, то инжекторный двигатель с прямой системой впрыска своими руками чинить уже проблематично. Давно уже выпускают дизельные мотоциклы и даже с электродвигателем. В статье будут рассматриваться характеристики двигателя мотоцикла карбюраторного типа.
Как работает двигатель
В цилиндрах двигателя тепловая энергия сгорающего топлива преобразовывается в механическую работу. При этом движущийся из-за давления газа поршень приводит к вращению коленчатый вал через кривошипно-шатунный механизм. Этот механизм состоит из коленчатого вала, шатуна, поршня с кольцами, поршневого пальца, цилиндра.
Различия в конструкции ведут к разной работе двух- и четырехтактного двигателя.
Четырехтактный двигатель
Такие моторы имеют рабочий цикл в четыре такта поршня и два оборота коленвала. Схема двигателя наглядно показывает устройство поршневого ДВС и его рабочий процесс.
При впуске поршень опускается от верхней мертвой точки, засасывая смесь через открытый клапан.
При сжатии поршень, поднимающийся от нижней мертвой точки, сжимает смесь.
При рабочем ходе смесь, загоревшись от электрической свечи, сгорает, и газы перемещают поршень вниз.
При выпуске поршень, поднимаясь, выталкивает отработавшие уже газы через открытый выпускной клапан. Когда им снова достигается верхняя мертвая точка, выпускной клапан закрывается, и все повторяется заново.
Преимуществами четырехтактников являются:
менее вредный выхлоп;
масло с бензином предварительно не смешивается.
Конструкцию этого вида может отобразить следующая схема двигателя.
Двухтактный двигатель
Объем двигателя мотоцикла этого вида, как правило, меньше, а рабочий цикл занимает один оборот. Кроме того, в нем нет впускных и выпускных клапанов. Эту работу воспроизводит сам поршень, который открывает и закрывает каналы и окна на цилиндрическом зеркале. Также при газообмене применяется картер.
Преимуществами этого двигателя являются:
при одинаковом объеме цилиндра он имеет мощность, превосходящую четырехтактник в 1,5-1,8 раз;
не имеет распределительного вала и клапанной системы;
изготовление обходится дешевле.
Цилиндры и рабочий процесс в них
Рабочий процесс одного и другого двигателя происходит в цилиндре.
Поршень здесь перемещается по цилиндрическому зеркалу или вставной гильзе. Если работает воздушное охлаждение, то цилиндрические рубашки имеют ребра, а при водном охлаждении — внутренние полости.
Коленвал через шатун воспринимает движение поршня, трансформируя его во вращательное, а затем передавая крутящий момент трансмиссии. Также от него начинают работать газораспределительный механизм, насос, генератор и уравновешивающие валы. Коленчатый вал имеет одно или несколько колен в зависимости от количества цилиндров.
В четырехтактном моторе, чтобы цилиндр лучше наполнялся смесью, впуск начинается еще до достижения поршнем верхней мертвой точки, а заканчивается после прохождения им нижней мертвой точки.
Очистка его начинается еще до достижения нижней мертвой точки, а выталкиваются отработавшие газы при движении поршня к верхней мертвой точке. После этого выпускной клапан закрывается, чтобы газы покидали цилиндр.
На моторе этого вида используются следующие типы газораспределительного механизма:
В последнем типе имеется минимальное количество элементов, благодаря чему коленчатый вал может вращаться быстрее. Поэтому DOHC получает все большее распространение.
Четырехтактные моторы имеют более сложную конструкцию по сравнению с двухтактными, так как имеют систему смазки и газораспределительный механизм, отсутствующий у двухтактников. Тем не менее они стали широко распространяться из-за экономичности и менее вредного воздействия на окружающую среду.
Двигатели мотоциклов чаще всего бывают одно-, двух- и четырехцилиндровыми. Но встречаются агрегаты и с тремя, шестью и десятью цилиндрами. Цилиндры при этом бывают рядными — продольными или поперечными, горизонтальными оппозитными, V-образными и L-образными. Рабочий объем моторов обычно имеют не выше полутора тысяч кубов эти мотоциклы. Мощность двигателя — от ста пятидесяти до ста восьмидесяти лошадиных сил.
Моторное масло
Смазка необходима для того, чтобы между деталями мотора не возникало чрезмерное трение. Она реализуется при помощи моторных масел, имеющих стойкую структуру от воздействия высоких температур и малую вязкость при низких показателях. Помимо этого, они не образуют нагар, не агрессивны к пластмассовым и резиновым деталям.
Масла бывают минеральными, полусинтетическими и синтетическими. Полусинтетика и синтетика стоят дороже, но эти виды предпочитают больше, так как считается, что они полезнее для двигателя. Для двухтактников и четырехтактников применяются разные виды масел. Также они отличаются по степени форсировки.
«Мокрый» и «сухой» картер
В четырехтактных двигателях используют три способа подачи масла:
подача под давлением.
Причем большинство трущихся пар смазываются под давлением от масляного насоса. Но есть и те, которые смазываются масляным туманом, образующимся вследствие разбрызгивания кривошипно-шатунного механизма, а также детали, к которым масло стекается по каналам и желобам. При этом поддон картера служит резервуаром. Его называют в этом случае «мокрым».
В других мотоциклах предусмотрена система «сухого» картера, где одной секцией масло откачивается в бак, а другой подается под давлением к местам трения.
В духтактниках смазка происходит маслом, которое находится в парах топлива. Его смешивают с бензином предварительно, или во впускном патрубке оно подается насосом-дозатором. Этот последний вид получил название «система раздельной смазки». Он особенно распространен на зарубежных моторах. В России система входит в двигатель мотоцикла «Иж Планета 5» и «ЗиД 200 Курьер».
Система охлаждения
Когда топливо в двигателе сгорает, выделяется тепло, из которого почти тридцать пять процентов уходит на полезную работу, а остальное рассеивается. При этом, если процесс неэффективен, детали в цилиндре перегреваются, что может привести к их заклиниванию и повреждению. Чтобы такого не произошло, применяется система охлаждения, которая бывает воздушной и жидкостной в зависимости от вида мотора.
Воздушная система охлаждения
В этой системе детали охлаждаются за счет встречного воздуха. Иногда для лучшей работы поверхности цилиндра его головки делают ребристыми. Иногда используется принудительное охлаждение с помощью вентилятора с механическим или электроприводом. У четырехтактников еще и тщательно охлаждают масло, для чего поверхность картера увеличивают и устанавливают специальные радиаторы.
Жидкая система охлаждения
Вариант подобен тому, что устанавливается на автомобилях. Теплоносителем здесь выступает антифриз, который является низкозамерзающим (от минус сорока до минус шестидесяти градусов по Цельсию) и высококипящим (от ста двадцати до ста тридцати градусов по Цельсию). Помимо этого, антифризом достигается антикоррозийный и смазывающий эффект. Чистую воду в этом качестве использовать нельзя.
Перегрев системы охлаждения может быть вызван перегрузкой или загрязнением поверхностей, отводящих тепло. Также в ней могут сломаться отдельные элементы, из-за чего жидкость вытечет. Поэтому за работой охлаждения необходимо постоянно следить.
Система питания
В качестве топлива для карбюраторных мотоциклов используют бензин, октановое число которого не ниже 93.
Двигатели мотоциклов имеют систему питания, в которую входит топливный бак, кран, фильтр, воздушный фильтр и карбюратор. Бензин находится в баке, который в большинстве случаев установлен выше мотора для того, чтобы самотеком поступать в карбюратор. В иных случаях он может подаваться при помощи специального насоса или вакуумного привода. Последний можно встретить на двухтактниках.
В топливном баке имеется крышка со специальным отверстием, куда поступает воздух. Во многих зарубежных мотоциклах, впрочем, воздух попадает через угольные резервуары. А некоторые имеют на крышке замок.
Благодаря топливному крану предотвращается подтекание топлива.
Через воздушный фильтр в карбюратор поступает воздух. Фильтр бывает трех видов.
В компактно-масляном типе воздух поступает в центр, поворачивает на 180 градусов и проходит в фильтр. При этом он очищается при повороте потока, где тяжелые частицы оседают в масле. Таким фильтром снабжен двигатель мотоцикла «Урал» и «Иж». Однако за рубежом используются другие виды, бумажные и поролоновые.
Бумажные фильтры являются одноразовыми. Их необходимо менять на каждом техническом обслуживании.
Поролоновые фильтры многоразовые — их можно промывать и вновь пропитывать маслом.
Спортивные мотоциклы, у которых двигатель 250 кубов и выше, сегодня имеют систему так называемого «прямого впуска», когда забор воздуха происходит спереди обтекателя, благодаря чему наполнение цилиндров на высоких скоростях увеличивается.
Карбюратор и его виды
Это устройство подготавливает и дозирует воздушно-топливную смесь, которая после него перейдет в цилиндр. Современные карбюраторы бывают трех видов:
Все отечественные моторы, а также двигатель мотоцикла «Урал» имеют золотниковые карбюраторы. Исключение составляет только «Урал-Восток», на котором установлен карбюратор постоянного разрежения.
В золотниковом карбюраторе ручка газа связана с золотником. Через воздействие на него регулируется поступающий в мотор воздух. С золотником связана конусная игла, которая входит в распылитель. При ее изменении смесь обогащается или обедняется. На распылителе установлен топливный жиклер. А вместе все элементы составляют дозирующую систему.
В карбюраторах постоянного разрежения движение ручки газа передается дроссельной заслонке, которая находится ближе к выходу из карбюратора. Воздух в камере над золотником взаимодействует со смесительной карбюраторной камерой. Так получается, что движение золотника регулируется разряжением во впускном тракте.
Регистровые карбюраторы, которыми снабжены многие иностранные одноцилиндровые четырехтактники, например двигатели Honda, совмещают в себе два предыдущих типа. В нем имеются две смесительные камеры, где в одной золотник приводится от ручки, а в другой — от разрежения в смесительной камере.
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.
Система выпуска
Выпускная система состоит из цилиндрического выпускного канала, патрубка и глушителя. В двухтактниках от размеров и формы деталей системы напрямую зависят экономичность и мощность. Поэтому для них используют выпускные системы на каждом цилиндре в отдельности. Они имеют резонатор, патрубок и глушащую насадку.
У четырехтактников выпуском управляют клапаны газораспределительной системы, поэтому резонанс в них особой роли не играет. В них обычно все патрубки сводятся к единственному глушителю.
На некоторых мотоциклах выпуски снабжены каталитическими нейтрализаторами, снижающими токсичность выбросов (они установлены, например, на двигатели Honda и других японских производителей). Такие устройства были разработаны вследствие ужесточающихся требований к отработавшим газам в странах Евросоюза, США и Японии. Для того чтобы предотвратить обратный выброс смеси из цилиндров на холостом ходу и малом вращении коленчатого вала, в выпускных системах многих мотоциклов предусматриваются специальные мощностные клапаны.
Устройство мотоцикла
Детали мотоцикла Ducati 1199 Panigale R Superleggera 2014
Не каждый мотоциклист обладает способностями, чтобы самостоятельно следить за своей техникой. Обычно многие предпочитают передавать ее на ремонт и обслуживание в руки надежных специалистов, оставаясь при этом в блаженном неведении.
К сожалению, в дороге поломки случаются без предупреждения и чаще всего в самое неподходящее время, даже на качественно и своевременно обслуженной технике.
Именно в таких случаях люди начинают жалеть об отсутствии хотя бы какого-нибудь представления о работе своего железного коня, которое позволило бы им предположить причину поломки и направление действий по ее устранению.
Эта страница не направлена на то, чтобы сделать из вас профессиональных механиков, но она может дать вам хорошее представление об устройстве и работе основных узлов мотоцикла или скутера.
Современный мотоцикл — результат многих лет непрерывной работы, направленной на улучшение характеристик, в результате которой мотоцикл стал сложным и замысловатым. Однако зачастую выясняется — то, что выглядит сложным, является ничем иным, как набором относительно простых деталей, соединенных между собой.
Содержание
Двигатель [ править | править код ]
Двигатель вырабатывает энергию, необходимую для приведения мотоцикла в движение. К числу основных частей и узлов относится головка цилиндров, цилиндр (ры), поршень (ни), шатун (ны), и коленчатый вал. У всех двигателей внутреннего сгорания (ДВС), за исключением роторных (РПД), есть эти узлы; главное различие между двигателями заключается в числе цилиндров, поршней и их расположении. Почти во всех современных конструкциях детали двигателей внутри или прикреплены к литому корпусу. Эти корпуса принято называть кривошипными камерами (картерами), не смотря на то, что в них расположено больше деталей, чем один коленчатый вал.
Система впуска и выпуска [ править | править код ]
Все конструкции двигателей внутреннего сгорания объединяет потребность в точном управлении расходом топливовоздушной смеси, поступающей в делатель. Здесь рассмотрены процессы перемешивания топлива с воздухом в правильных пропорциях, подачи этой смеси в цилиндр(ры) в объеме, соответствующем заданной частоте вращения двигателя, и отвода отработавших газов после окончания сгорания. Хотя принято разделять работу систем впуска и выпуска, полезно рассмотреть их вместе как процесс, в котором энергия топлива извлекается и превращается в полезную работу, а затем отводятся побочные продукты — тепло и шум.
Система зажигания [ править | править код ]
Для работы двигателя необходим какой-нибудь способ инициации сгорания в строго определенный момент каждого рабочего цикла. Наиболее общепринятым способом является использование кратковременной высоковольтной искры. Высоковольтная искра проскакивает с изолированного электрода в центре запальной свечи на массу(заземление на корпус) через небольшой воздушный промежуток. К неотъемлемым элементам любой системы зажигания относятся следующие. Во-первых, необходимо найти способ получения электрической энергии для питания системы Даже несмотря на то, что во многих случаях источником энергии служит батарея, следует обеспечить ее подзарядку, в противном случае система скоро перестанет работать в связи с тем, что батарея разрядилась. Питание от батареи или от отдельной обмотки питания подводится к катушке зажигания. Это устройство преобразует ток небольшого напряжения и большой силы («низковольтный») в ток большого напряжения и низкой силы («высоковольтный’), необходимый для образования искры на электродах.Обычно в современных системах приходится говорить о преобразовании напряжения 12 вольт в напряжение порядка 40 киловольт. Для управления и изменения момента искрообразования требуется какой-нибудь коммутатор механического типа в виде контактного прерывателя или его электронного аналога — индуктивного датчика, или датчика угла поворота коленчатого вала в сочетании с блоком электронного управления (ECU). Кроме того, необходим способ изменения момента новообразования (опережения и запаздывания), механически или при помощи электроники оптимизирующий угол опережения зажигания на всех частотах вращения двигателя. Здесь рассматриваются основные теории, принципы и методы, связанные с образованием искры и управлением моментом искрообразования
Трансмиссия [ править | править код ]
Всем моторизованным двухколесным транспортным средствам необходимо устройство для передачи мощности от двигателя к заднему колесу. Эту функцию выполняет «силовая передача’ или «трансмиссия». Существуют трансмиссии двух основных видов: механическая и автоматическая: они отличаются отводимым водителю уровнем допустимого вмешательства и управления. Механическая трансмиссия используется на всех современных серийных мотоциклах, а в прошлом использовалась на некоторых мопедах. Автоматическая трансмиссия, в основном, встречается на мопедах и скутерах, хотя существуют примеры использования автоматических коробок передач на серийных мотоциклах (Honda DN-01).
В трансмиссиях всех типов, и механических, и автоматических, присутствуют передняя передача, сцепление, коробка передач и главная передача, хотя в зависимости от типа машины их форма может видоизмениться. В механической трансмиссии традиционной схемы передняя передача передает мощность от коленчатого вала через сцепление к коробке передач. Сцепление используется для соединения и разъединения двигателя с коробкой передач, таким образом позволяя двигателю работать, когда машина остается неподвижной. Коробка передач допускает выбор различных передаточных чисел для достижения максимальных показателей в пределах диапазона частот вращения двигателя, его мощности и крутящего момента. Главная передача передает мощность от коробки передач к заднему колесу.
Трансмиссия любого типа предназначена для обеспечения работы двигателя в пределах узкого диапазона частот вращения (измеряемых в оборотах в минуту), при том самой машине обеспечивается относительно широкий диапазон скоростей движения. Потому что,несмотря на возможность функционирования двигателя в достаточно широком диапазоне частот вращения, наиболее эффективная работа достигается только в узком промежутке этого диапазона. Для обеспечения широкого диапазона скоростей движения, при работе двигателя в узкой полосе частот вращения, требуются различные передаточные отношения между двигателем и задним колесом. В наиболее упрощенном виде работа одно- скоростной автоматической трансмиссии скутера не представляет особой сложности, в то время как на больших машинах применяются гораздо более сложные и изощренные системы. Многое зависит от предназначения рассматриваемой машины и ожидаемых от нее характеристик. От скутера небольшого объема требуется просто перемещать водителя на короткие дистанции с умеренными скоростями, быть дешевым при покупке и эксплуатации: следовательно, сложная схема трансмиссии не требуется. На больших машинах необходимый диапазон скоростей движения, расстояний, которые они покрывают, и массы перевозимого груза гораздо больше, это требует применения коробки передач, обладающей множеством передаточных чисел.
Система смазки и охлаждения двигателя [ править | править код ]
Смазывание [ править | править код ]
Для снижения трения внутренние подвижные части двигателя изготавливаются с высокой точностью и чистотой поверхности. При рассмотрении под микроскопом поверхности, кажущиеся гладкими, на самом деле оказываются достаточно грубыми, и для снижения трения и тепловыделения, происходящего при контакте поверхностей, необходимо ввести пленку смазочного материала для отделения ею контактирующих поверхностей. Поддерживая масляную пленку на различных деталях двигателя, система смазки эффективно удерживает трущиеся поверхности на расстоянии друг от друга. Если слой смазки нарушается в некоторой точке, то происходит быстрое и локализованное возрастание температуры. В крайнем случае это может привести к заеданию поврежденных поверхностей за счет их сваривания.
Помимо своей основной роли — смазывания, масло выполняет множество второстепенных функций. Масляная пленка покрывает все внутренние части, благодаря чему исключается контакт с воздухом и кислотами, способными вызывать коррозию. На четырехтактных двигателях с постоянной рециркуляцией масла оно выводит всевозможные частицы грязи и продукты износа, которые затем улавливаются масляным фильтром, благодаря чему происходит очистка двигателя. Также масло используется для повышения герметичности между поршнем и кольцами, а на двухтактных двигателях — между лепестковыми или дисковыми клапанами и картером. Наконец, оно способствует теплоотводу от нагретых поверхностей: поршня, колец, стенок цилиндра, находящихся в условиях высоких локальных температур.
Охлаждение [ править | править код ]
Несмотря на высокую эффективность современных двигателей, топлива и масла, остается проблема нагрева. В идеале двигатель преобразовал бы в полезную мощность всю энергию, содержащуюся в топливе, и отсутствовало бы механическое трение, в результате чего он бы оставался холодным. На практике во всех двигателях присутствует высокий уровень нежелательного тепловыделения, для предотвращения повреждений его надо удерживать в разумных пределах.
Добиться этого можно непосредственно за счет излучения тепла в окружающий воздух (воздушное охлаждение), или косвенно — за счет отвода тепла в охлаждающую жидкость, которая сама охлаждается в радиаторе (жидкостное охлаждение].
Колеса, шины и тормоза [ править | править код ]
В совокупности колеса, шины и тормоза, возможно, являются наиболее важными деталями, связанными с безопасностью. Любая из них выполняет многосторонние задачи в наиболее неприметной форме.
Колеса служат опорой для мотоцикла, обеспечивают точную и надежную установку шин и противостоят нагрузкам, прикладываемым к ним при торможении, ускорении или со стороны неровностей дорожного полотна. В дополнение к вышеперечисленному, колесо должно быть как можно легче. Исходя из потребностей, конструкция колес развивалась для удовлетворения все возрастающих требований, предъявляемых к ним с постепенным ростом мощности двигателей.
Шины устроены гораздо сложнее, чем можно было бы подумать: они тоже развились вместе с мотоциклом в те непростые изделия, которые теперь считаются обыденными. Шины должны обеспечивать безопасную и надежную эксплуатацию мотоцикла в широком диапазоне нагрузок, скоростей, температур и погодных условий. Они составляют основу безопасности водителя, но их цена должна поддерживаться в разумных пределах, поскольку шины скорее являются расходным материалом.
Тормоза должны обеспечивать поглощение накопленной энергии большого, быстро движущегося мотоцикла и его водителя в течение нескольких секунд. Тормоза преобразуют эту энергию в тепло и быстро его рассеивают — факт, который редко приходит на ум водителю во время движения.
Передняя подвеска и рулевое управление [ править | править код ]
а — телескопическая перевернутая;
б — телескопическая «классическая»;
в — параллелограммная;
г — рычажная с качающимся маятником;
д — Подвеска автомобильного типа с поперечным рычагом;
1 — пружинно-гидравлическая телескопическая вилка;
2 — амортизатор;
3 — качающийся поворотный рычаг;
4 — шаровая опора;
5 — сошка руля;
6 — качающийся рычаг;
7 — направляющая труба;
8 — рулевая колонка рамы;
9 — руль
Подвеска любого типа служит для поглощения неровностей дорожного полотна при поддержании постоянного контакта колес с дорогой, а также для изоляции мотоцикла и его водителя от воздействия этих неровностей. Для этого необходим узел, который может сжиматься и растягиваться, в данном случае для этих целей идеально подходит пружина. Однако пружины обладают склонностью совершать колебания относительно своего естественного состояния в результате их сжатия и растяжения. Использование пружин без дополнительных устройств привело бы к очень не комфортной езде. Чтобы управлять колебаниями, потребуется некий способ их демпфирования, лучшей средой для этого может послужить масло.
За прошедшие годы производители вместо пружин пробовали использовать резину, торсионные блоки и торсионные ленты. Торсионные блоки все еще используются в соединении ведущих устройств некоторых газонокосилок. Однако резина очень легко повреждается. Также использовался газ, который продолжает использоваться на некоторых машинах совместно с пружинами. Газонаполненные подвески обладают преимуществом легкости регулировки (увеличение давления повышает жесткость подвески и наоборот) и обеспечения естественной «прогрессивной характеристики» (по мере сжатия газа увеличивается сопротивление с его стороны). При использовании газа возникает проблема с уплотнением, а также проблема, связанная с тем, что изменение температур при атмосферных изменениях или при работе приводит к изменению давления, которое изменяет «жесткость».
Так что в большинстве случаев комбинация пружин и гидравлики наиболее популярна: вопрос в том, как все это расположить в сочетании с рулевым управлением. За прошедшие годы существовало множество разнообразных конструкций, которые можно отнести к четырем основным категориям: телескопическая вилка, рычажная вилка толкающего и тянущего типа, рычажная подвеска автомобильного типа и параллелограммная вилка. Схема рулевого управления, которое обычно применяется на большинстве моторизированных двухколесных транспортных средств, «унаследована» от велосипеда и представляет собой трубу, связанную с передним колесом, которая поворачивается относительно рамы для осуществления поворота. Различия в конструкции связаны с различиями в схеме подвесок, но они незначительны, и в любом случее принцип действия остается тем же.
Виды передней подвески:
Рулевое управление [ править | править код ]
Независимо от типа передней подвески, рулевое управление всегда начинается с руля, который поворачивается относительно рамы и связан с передним колесом таким образом, чтобы поворот руля приводил к перемещению колеса.
Неподрессоренные массы [ править | править код ]
Что такое неподрессоренные массы? [ править | править код ]
Масса всех узлов подразделяется на массу узлов, опирающихся на подвеску, — такая масса называется «подрессоренной», — и массу остальных узлов, не опирающихся на подвеску, — называется «неподрессоренной». Следует обратить внимание на то. что шины тоже поглощают некоторые неровности, и с этой точки зрения можно сказать, что вся масса мотоцикла подрессоренная.
Для понимания термина неподрессоренных масс представьте мотоцикл, снятый с подставки и располагающийся вертикально. Когда человек садится на мотоцикл, пружины сжимаются при нагружении их весом водителя. Все узлы мотоцикла, перемещающиеся, при посадке водителя и сжатии пружин, представляют собой подрессоренные массы, они перемещаются вместе с подвеской (топливный бак, сиденье, рама, двигатель и т.д.). Все узлы, которые при этом не перемещаются, представляют собой неподрессоренные массы (колеса, шины, тормоза и т.д.). Это вызывает вопрос: масса рычагов подвески, амортизатора и вилок относится к подрессоренным или неподрессоренным массам? В целях простоты принято считать, что часть рычага подвески, располагающаяся за точкой крепления амортизатора, относится к неподрессоренным массам, а часть, которая находится перед точкой крепления, то есть между точкой крепления и осью вращения рычага, относится к подрессоренным массам; нижняя половина амортизатора относится к неподрессоренным массам, а верхняя половина — к подрессоренным; внешняя труба вилки или подвижный наконечник относится к неподрессоренным массам, а внутренняя или неподвижная труба — к подрессоренным.
Почему важна низкая неподрессоренная масса? [ править | править код ]
При наезде мотоцикла на неровность неподрессоренные узлы приобретают импульс, поскольку они начинают перемещаться; величина этого импульса пропорциональна неподрессоренной массе. Импупьс, создаваемый неподрессоренными узлами, увеличивает нагрузку на подвеску, для противодействия ему требуются более жесткие пружины подвески. При этом на подрессоренные узлы мотоцикла пружинами передается большее усилие, влияющее на их работу. Подобная ситуация встречается при попадании неподрессоренных узлов в выбоину.
Для обеспечения идеальной работы подвески необходимо, чтобы не было неподрессоренных масс, но это, конечно, невозможно. Суть заключается в максимально возможном снижении неподрессоренных масс по отношению к подрессоренным, поскольку это соотношение является более важным, чем сама величина неподрессоренных масс. На таком мотоцикле, как Honda Goldwing, это соотношение хорошее, поскольку у него очень большая масса подрессоренных узлов, гораздо большая, чем на многих мотоциклах; при этом неподрессоренные массы примерно те же, что и у других больших мотоциклов. Однако на спортивном мотоцикле массу стремятся свести к минимуму, и выдержать хорошее соотношение при использовании традиционных колес и прочих неподрессоренных элементов трудно. Единственный способ решить эту проблему заключается в использовании для колес экзотических и дорогих облегченных материалов, типа магния или углепластика.
Задняя подвеска [ править | править код ]
Впервые задняя подвеска на мотоциклах появилась относительно недавно. В то время как необходимость передней подвески стала очевидной практически сразу, с задней подвеской дело обстояло гораздо менее критично — до тех пор, пока не увеличились скорости. На протяжении десятилетий параллелограммные вилки работали совместно с жесткой подвеской заднего колеса (известной многими под названием хардтейл (hardtail), а наиболее крупные неровности дороги смягчались за счет подрессоривания одиночного сиденья. Пассажиру приходилось мириться с элементарной подушкой, расположенной над задним крылом, а вместе с ней и с большинством ударов и вибраций, передаваемых задним колесом.
Вскоре после второй Мировой войны из-за роста скоростей отсутствие задней подвески стало серьезной проблемой для гоночных мотоциклов, потому что время отсутствия контакта заднего колеса с дорогой тоже увеличилось. Это означало, что отсутствие подвески начинает ограничивать общие характеристики машин.
Одной из первых появилась задняя подвеска свечного типа. Она представляла собой чуть больше чем пара двухсторонних вертикальных пружин. расположенных по обе стороны рамы между двумя специальными кронштейнами задней вилки. Ось колеса располагалась между ними и закреплялось между верхними и нижними пружинами. Несмотря на отсутствие амортизации, рамы со свечной подвеской обеспечивали определенный уровень комфорта и управляемости, и вскоре они стали широко использоваться на дорожных моделях. К числу главных недостатков подвески такого типа можно отнести износ (следовательно, стремление колеса к скручиванию относительно рамы из-за отсутствия взаимосвязи между концами вилки)и недостаточный ход подвески, который ограничен из-за натяжения цепи при вертикальном смещении колеса в любую сторону от центрального положения; кроме того, это означает, что в центральном положении цепь будет иметь самое слабое натяжение. Представленная компанией Triumph в 50-х годах подрессоренная ступица, по сути, являлась дальнейшим развитием задней подвески. Пружинный механизм располагался внутри задней ступицы и обеспечивал подрессоревание оси заднего колеса. Таким обрезом, подвеска получала некоторый ограниченный ход по сравнению с жесткой подвеской заднего колеса.
Настоящий прорыв в области задних подвесок произошел с появлением качающейся задней вилки, или маятниковой рычажной (название обычно сокращают до «рычажной подвески»). Подвеска такого типа вскоре стала использоваться повсеместно, что мы наблюдаем до сих пор, хотя по сравнению с первоначальной конструкцией в результате ее развития, применения современных материалов, и совершенствования используемых амортизаторов появилось множество вариантов такой подвески.
Одно из главных требований к задней подвеске любой конструкции — способность обеспечить расположение колес в одной плоскости, а оси колеса • под прямым углом к осевой линии рулевой колонки. Это зависит от прочности и жесткости подвески, а также от способности шарниров выдерживать высокие осевые и радиальные нагрузки.
Рамы [ править | править код ]
Рама предназначена для выполнения ряда функций, которые можно разделить на «структурные» и «геометрические».
Со структурной точки зрения, рама служит для расположения и крепления двигателя, трансмиссии. подвески и прочих вспомогательных деталей. Для эффективного выполнения этой функции рама должна быть жесткой, прочной и по возможности легкой.
С геометрической точки зрения, рама обеспечивает требуемую геометрию рулевого управления и подвески, колесной базы и центра тяжести. Кроме того, рама выполняет еще одну важную функцию: она обеспечивает расположение колес на одной линии. Рама должна быть достаточно жесткой под воздействием сил, появляющихся при движении в повороте, ускорении и торможении без воздействия со стороны рулевого управления и подвески. В данном случае главными критериями служит взаимное расположение рулевой колонки и оси качания рычага подвески — рама должна обеспечить поддержание рулевой колонки в вертикальной плоскости, а оси качания рычага подвески — в перпендикулярной ей горизонтальной плоскости.
Именно эти факторы и определяют конструкцию рамы со времен появления первых мотоциклов. При отсутствии соответствующей прочности и жесткости рамы может происходить смещение переднего колеса относительно заднего в пределах от небольшого до совершенно опасного. Недостаточная жесткость рамы может не только служить причиной затрудненного или неприятного передвижения на машине, она может сводить преимущества двигателя на нет, вынуждая придерживаться осторожного стиля езды, оставляя таким обрезом данную модель далеко позади более «жёстких» соперников. За прошедшие годы накопилось много примеров в сфере гоночных мотоциклов, когда машины с превосходными рамами, но скромными двигателями одерживали победу над конкурентами с замечательными двигателями и сомнительной ходовой частью.
Рынок дорожных мотоциклов устанавливает другие требования, которыми руководствуются при окончательном выборе типа рамы для конкретной модели. В этой связи стоимость и форма обладают почти таким же значением, как и прочие характеристики рамы. Бесспорно, что хорошо сконструированная рама может преобразить почти любую машину. Возможность уделять внимание подробностям, присутствующая только в условиях мелкосерийного производства (результатом чего является высокая стоимость) объясняет неснижающуюся популярность тюнинговых рам. В довольно узко специализированных областях, заполненных производителями рам для гоночных мотоциклов и тюнинговых рам для дорожных, такими как Bimota и Harris, очевидна совокупность интуиции, знаний и мастерства.
Электрооборудование [ править | править код ]
В какой-то мере электрооборудование присутствует на любом мотоцикле, мопеде или скутера. В большинстве случаев электрооборудование питается от батареи, обслуживающей потребности систем освещения, сигнализации и контроля машины. Многим нелегко дается знакомство с электрооборудованием, и некоторые слишком рано отказываются от попыток его изучения из-за недостатка знаний в области физики. Но логичное применение нескольких основных правил облегчит понимание системы, упростит поиск и обнаружение неисправностей в ней.