Основы устройства мотоцикла (М.П. Калинин) - часть 2

Поршень (рис. 15) состоит из днища, головки с канавками для поршневых колец, юбки, являющейся направляющей

при движении поршня в цилиндре, и бобышек с отверстиями. Юбка двухтактного двигателя, кроме того, служит золотником для открытия и закрытия впускного окна.

Днища поршней двухтактных и четырехтактных двигателей с верхними клапанами выпуклые (рис. 15,а). У четырехтактных нижнеклапанных двигателей оно плоское (рис. 15,6).

В канавках компрессионных колец поршней двухтактных двигателей установлены специальные стопоры, которые удерживают кольца от провертывания на поршне и предотвращают их попадание в окна цилиндров (при движении поршня) и поломку.

В головке поршня двигателя мотоцикла К-750 проточены четыре канавки: верхняя служит газовым буфером, две средние—для установки уплотняющих колец и нижняя—для установки маслосъемного кольца.

Поршни двигателя мотоцикла М-62 помимо описанных выше канавок в нижней части юбки имеют еще канавку для установки второго маслосъемного кольца.

Поршень двигателя мотоцикла Иж-П имеет три канавки для уплотняющих колец.

Поршневые кольца создают уплотнение между поршнем и зеркалом цилиндра. Они делятся на уплотняющие (компрессионные) и маслосъемные (рис. 15,в). Уплотняющие кольца используются для устранения прорыва газа через зазор между поршнем и зеркалом цилиндра в картер. Маслосъемные кольца применяются только на четырехтактных двигателях для снятия излишка масла со стенок цилиндра. Масло, собранное ими через отверстия, проходит внутрь поршня и стекает в картер двигателя.

Поршневые кольца изготовляются упругими, с разрезами, из специального серого чугуна. Для повышения износоустойчивости кольца его поверхность покрывают слоем пористого хрома, а для улучшения приработки лудят.

Место разреза кольца называется замком. Замки изготовляются различной формы (рис. 15,г). Для предотвращения заклинивания кольца во время работы в его замке делается зазор, который равен 0,1—0,3 мм. У верхнего кольца он должен быть больше, чем у нижнего.

Рис. 15. Поршень и поршневые кольца:

В двухтактных двигателях все кольца компрессионные; в четырехтактных — одно нижнее маслосъемное.

При установке колец на поршень необходимо следить, чтобы их замки не находились один под другим, а были смещены в шахматном порядке во избежание прорыва газов в картер.

Поршневой палец служит для шарнирного соединения поршня с верхней головкой шатуна и представляет собой стальной пустотелый валик, поверхность которого для прочности цементируется. Наружная цементация и закаленная поверхность противодействуют износу.

На современных мотоциклетных двигателях ставятся пальцы «плавающего типа», которые при работе свободно поворачиваются как во втулке шатуна, так и в бобышках поршня. От осевого смещения палец предохраняется стопорными кольцами.

Шатун передает усилие при такте расширения от поршня на коленчатый вал и вместе с ним преобразует возвратно-поступательное движение поршня во вращательное движение вала, а при вспомогательных тактах наоборот.

Шатун (рис. 16) имеет верхнюю головку с внутренней бронзовой втулкой, посредством которой он соединяется через поршневой палец с поршнем, стержень двухтаврового сечения и нижнюю головку, служащую для соединения с шатунной шейкой кривошипа коленчатого вала.

Рис. 16. Шатуны: а — с неразъемной нижней головкой; б — с разъемной нижней головкой; 1 — верхняя головка; 2 — бронзовая втулка; 3 — стержень; 4 — нижняя головка; 5 — кольцо; 6 — сепаратор

Рис. 17. Коленчатые валы:

Нижняя головка шатуна, как правило, изготовляется неразъемной. В нижней головке, надетой на кривошипный палец, находится роликовый (двигатели мотоциклов К-750, Иж-Ю, Иж-П, К-175 и др.) или игольчатый подшипник. Ролики или иглы могут вращаться непосредственно в нижней головке шатуна (двигатели мотоциклов К-175, М-61) или по поверхности запрессованного в нижнюю головку кольца.

Поверхности, на которые опираются ролики или иглы, подвергаются цементации с последующей термической обработкой, после чего шлифуются. Ролики или иглы могут быть заключены в сепараторы (двигатели мотоциклов К-750, Иж-Ю, Иж-П) или устанавливаться без них (двигатели мотоциклов К-175 и др.).

Смазка к пальцу верхней головки шатуна поступает через отверстия в головке и бронзовой втулке, к подшипнику нижней части шатуна — через щели.

Коленчатый вал воспринимает усилие шатунов от поршней и передает его на ведущее колесо мотоцикла через механизмы силовой передачи.

Коленчатые валы имеют один или несколько кривошипов. Кривошип (рис. 17) состоит из кривошипного пальца или шатунной шейки, охватываемой нижней головкой шатуна, двух щек, являющихся в большинстве

конструкций маховиками, и двух коренных пальцев или шеек, на которых он вращается в подшипниках, установленных в картере.

Кривошипы выполняются разборными (рис. 17,б) и неразборными (рис. 17,а,в).

Маховики большинства двигателей являются составной частью коленчатого вала и используются для равномерного вращения коленчатого вала и облегчения пуска двигателя. Для уравновешивания коленчатого вала применяют противовесы, устанавливаемые с противоположной стороны пальца кривошипа.

Двигатели мотоциклов имеют маховики, расположенные в картере, или один маховик, находящийся вне картера.

Маховик, установленный снаружи картера, не имеет противовесов. В этом случае противовесами являются соответствующие утолщения щек кривошипа. Такой маховик используется как часть генератора, магнето или муфты сцепления.

Картер двигателя является основанием для монтажа деталей кривошипно-шатунного и газораспределительного механизмов, а также предохраняет их от загрязнения. Он изготовляется из алюминиевого сплава в виде коробки, состоящей из двух разъемных частей (рис. 18).

В картере устанавливаются коренные подшипники коленчатого вала. В двухтактном двигателе картер является одновременно камерой-насосом, в которую вначале через карбюратор засасывается свежая горючая смесь, а затем она перегоняется в цилиндр двигателя. Поэтому он изготовляется герметичным.

Герметизация достигается установкой уплотняющих прокладок между его разъемными частями и сальников

из бензостойкой резины на коренных пальцах коленчатого вала, препятствующих пропуску рабочей смеси и постороннего воздуха. —

Чтобы обеспечить рабочий процесс, картеры двухтактных двухцилиндровых двигателей, кроме того, имеют две герметичные раздельные камеры для каждого цилиндра в отдельности.

На двухтактных двигателях преимущественно применяются картеры, у которых в общей отливке объединены полости для кривошипа, коробки передач, сцепления, передней передачи и генератора.

Рис. 18. Картер двухтактного двигателя:
1-правая половина картера; 2 — отсек кривошипной камеры: 3 — продувочные каналы картера; 4 — отсек коробки передач

МЕХАНИЗМ ГАЗОРАСПРЕДЕЛЕНИЯ

Механизм газораспределения служит для своевременного впуска в цилиндры двигателя горючей смеси и выпуска отработавших газов.

Мотоциклетные двигатели отечественного производства имеют бесклапанное газораспределение (двухтактные) и клапанное (четырехтактные) .

При бесклапанном газораспределении открытие и закрытие впускных, выпускных и продувочных окон производится поршнем, движущимся внутри цилиндра. В этом случае поршень, кроме своей основной работы, выполняет роль механизма газораспределения. Этот механизм прост и не требует регулировки. Рабочие процессы происходят в цилиндре и в кривошипной камере. Имеется несколько разновидностей продувок.

Наиболее распространена возвратная двухканальная продувка, применяемая на большинстве двигателей отечественных мотоциклов (М-103, «Ковровец-175», Иж-П2, Иж-Ю), и четырехканальная продувка (Иж-56).

Независимо от способа продувки двухтактный двигатель имеет симметричную диаграмму фаз газораспределения (рис. 19). Это означает, что если фаза впуска начинается за 60,5° до в. м. т., то заканчивается через 60,5° угла поворота коленчатого вала после в. м. т. Фазы выпуска и продувки начинаются до н.м.т. и заканчиваются после н.м.т. также через равное количество градусов угла поворота коленчатого вала.

Рис. 19. Диаграмма фаз газораспределения двигателя мотоцикла Иж-П

Клапанное газораспределение имеют четырехтактные карбюраторные двигатели. В зависимости от расположения клапанов механизмы клапанного газораспределения делятся на два типа: с нижними (боковыми К-750) и верхними (или подвесными М-61, М-62) клапанами. Отличительным признаком механизма с нижними клапанами является расположение клапанов в цилиндре, а механизма с верхними клапанами — в головке цилиндра.

Наиболее простой механизм газораспределения при нижнем расположении клапанов (рис. 20) состоит из клапана, гнезда, направляющей втулки, пружины, опорной шайбы, теплоизолирующей шайбы пружины, запорных сухариков, толкателя с регулировочным винтом и гайкой, кулачковых валиков с подшипниками, большой и малой респределительных шестерен на коленчатом валу.

Распределительный вал с кулачками получает вращение от пары цилиндрических шестерен.

Одна шестерня установлена на конце распределительного вала, другая — на коленчатом валу. Каждый клапан должен открываться один раз за два оборота коленчатого вала, поэтому распределительный вал вращается в два раза медленнее коленчатого, для этого его шестерня имеет вдвое больше зубьев, чем шестерня коленчатого вала. Клапаны поднимаются посредством кулачков и плоских толкателей.

Для обеспечения плотного прилегания клапана к седлу, при удлинении деталей клапанного механизма от нагрева во время работы двигателя, между стержнем клапана и болтом толкателя устанавливается тепловой зазор. На холодном двигателе мотоцикла К-750 он равен 0,1 мм. Регулировка зазора производится регулировочным винтом.

Рис, 20. Механизм газораспределения нижнеклапанного двигателя:
1 — клапан; 2 — гнездо; 3 — направляющая втулка; 4 — теплоизолирующая шайба пружины; 5 — пружина; 6 — запорные сухарики; 7 — опорная шайба; 8 — регулировочный винт; 9 — гайка; 10 — толкатель; 11 — кулачковые валики; 12 — большая распределительная шестерня; 13 — малая распределительная шестерня

Рис, 21. Механизм газораспределения верхнеклапанного двигателя:
1 — клапан; 2 — коромысло; 3 — штанга; 4 — толкатель; 5 — распределительный вал; 6 — коленчатый вал

Рис. 22. Диаграмма фаз газораспределения двигателя мотоцикла К-750

Верхнеклапанный механизм (М-62) с нижним распределительным валом (рис. 21) работает по следующему принципу. Ведущая шестерня коленчатого вала через зацепленную с ней шестерню распределительного вала приводит его во вращение, кулачки распределительного вала, набегая на толкатели, передвигают их вверх, толкатели поднимают штанги, а те, в свою очередь, через коромысло нажимают на стержень клапана и, преодолевая силу сжатия пружин, открывают его. Регулировка теплового зазора производится регулировочным болтом в коромысле.

Для лучшего наполнения цилиндра свежей горючей смесью и хорошей очистки его от отработавших газов в двухтактных двигателях открытие и закрытие окон, а в четырехтактных — клапанов происходит не в момент нахождения поршня в одной из мертвых точек, а с запаздыванием или упреждением.

Моменты начала открытия и конца закрытия впускного и выпускного клапанов (для двухтактных двигателей — окон) называются фазами газораспределения.

Опережение открытия и запаздывание закрытия впускного клапана увеличивает период впуска, за счет

чего повышается наполнение цилиндра свежей горючей смесью. Период выпуска на двигателях также увеличивается, что улучшает очистку цилиндра от остатков сгоревших газов. При этом впускной и выпускной клапаны (окна) в течение определенного промежутка времени открыты одновременно. Этот период называется перекрытием.

Фазы газораспределения двигателя мотоцикла К-750 (рис. 22) на впуск и выпуск имеют по 348°. Перекрытие клапанов составляет 76°4+520=1280. На двигателе мотоцикла М-61 фазы газораспределения на впуск и выпуск имеют по 314°, перекрытие составляет 57°+37°=94°.

Декомпрессор двухтактного двигателя служит для продувки цилиндра и картера, уменьшения сжатия в момент поворачивания коленчатого вала и остановки двигателя. Он состоит из корпуса, клапана с рычажком, пружинки и троса. Рычажок управления декомпрессора установлен на руле.

* * *

В процессе эксплуатации мотоцикла в двигателе за счет уменьшения компрессии происходит потеря мощности. Уменьшение компрессии наблюдается при износе цилиндра, поршня, компрессионных колец, образования большого зазора в замке кольца (больше 0,4—0,6 мм), а также в случае пригорания колец в канавках поршня. При прорыве газами медно-асбестовой прокладки между цилиндром и головкой также происходит потеря мощности двигателя.

Изношенный цилиндр для последующей эксплуатации восстанавливается путем его расточки до предела, соответствующего ремонтному размеру поршня. Заводы-изготовители выпускают поршни двух ремонтных размеров, которые обозначаются «1Р» и «2Р». Пределом износа поршня можно считать образование зазора между нижней частью юбки и зеркалом, равного 5% величины диаметра цилиндра. Изношенные кольца и разрушенная прокладка не восстанавливаются, а подлежат замене. Срок службы поршневых колец в четырехтактных двигателях соответствует 10 000—15 000 км пробега мотоцикла, у двухтактных 9 000—10 000 км. Чем меньше объем цилиндра, тем быстрее выходят из строя поршневые кольца.

Камера сгорания, днище поршня, канавки для поршневых колец и выпускные патрубки очищаются от нагара в двухтактных двигателях с рабочим объемом цилиндра до 125 смъ после 2000 км пробега мотоцикла, а при рабочем объеме цилиндра 350 см3 — после 4000 км. В четырехтактных двигателях очистку от нагара производят после 8000 км пробега.

Следует отметить, что чрезмерное нагарообразо-вание может привести к самовоспламенению рабочей смеси, к детонации и перегреву двигателя.

При значительном износе поршня, поршневого пальца или втулки верхней головки шатуна, а также подшипников шатуна в двигателе возникают металлические стуки. Обычно эти детали заменяют после 10 000 — 20 000 км пробега мотоцикла.

СМАЗКА И ОХЛАЖДЕНИЕ ДВИГАТЕЛЯ

Во время работы, двигателя на трение, создаваемое в трущихся поверхностях, затрачивается большая механическая энергия, которая затем превращается в тепловую. Чтобы уменьшить трение и предотвратить перегрев и заедание, менаду трущимися поверхностями деталей вводится слой масла.

К качеству такого масла предъявляется ряд требований: оно должно обладать температурной стойкостью, т. е. не застывать при низкой температуре и не воспламеняться при сравнительно высокой; маслянистостью — способностью создавать прочную и непрерывную пленку определенной вязкости, т. е. не выдавливаться между трущимися поверхностями. Масло с большей вязкостью применяется летом, с меньшей — зимой. Вязкость масла измеряется специальными приборами.

Для смазки двигателей мотоциклов применяются автомобильные масла. В летний период рекомендуется масло АКП-10 (автол-10), а в жаркое время, при температуре выше 20° С—А К-15 (автол-18), зимой — АКП-6.

Стандартом предусмотрен выпуск автомобильных масел, имеющих следующие качества: масло кислотной очистки — АК-6, АК-10, АК-15, АКЗП-6, АКЗП-10; масло селективной очистки — АС-5, АСП-5 и АСП-9,5. Буква А указывает, что масло автомобильное, К и С — способ очистки. Буква 3 означает, что масло загущено, а П, что в масло введены специальные присадки.

СМАЗКА ДВУХТАКТНОГО ДВИГАТЕЛЯ

Смазка двухтактного двигателя (рис. 23) осуществляется смесью масла с топливом в соотношении 1 : 20 или 1 : 25. Масло оседает на стенках цилиндра, поршня, подшипниках и других деталях и создает тонкую масляную пленку. К топливу следует добавлять масло в следующих количествах: в период обкатки для нового двигателя 1 : 20, для обкатанного двигателя при нормальной эксплуатации — 1 : 25.

Пробки бензобаков двухтактных двигателей имеют масломерные стаканчики объемом 100 см3, которые используются при составлении смеси.

Рис 23. Схема смазки двухтактного двигателя

СМАЗКА ЧЕТЫРЕХТАКТНОГО ДВИГАТЕЛЯ

Смазка четырехтактного двигателя, как правило, осуществляется одновременно несколькими способами: разбрызгиванием, самотеком и под давлением.

В зависимости от местонахождения основного количества масла различают комбинированные системы смазки двигателей с «мокрым» (рис. 24, а) картером, когда основной запас масла находится на дне картера и подается к точкам смазки масляным насосом, и с «сухим» картером (рис. 24, б), когда основной запас масла находится в специальном масляном бачке, куда оно откачивается насосом со дна картера, а нагнетательный насос забирает масло из бачка и подает его через систему маслопроводов к точкам смазки. В результате постоянной циркуляции к трущимся поверхностям беспрерывно поступает большое количество охлажденного масла.

В системе смазки двигателей мотоциклов М-62 (К-750) (рис. 25) масляным резервуаром служит нижняя часть картера. Масляный насос приводится во вращение от распределительного вала посредством червячной передачи и вертикального вала. Забирая масло из поддона через приемное отверстие, насос подает его по основному нагнетательному каналу через канал 13 в картер к гнезду переднего коренного подшипника и по каналу 3 к гнезду заднего подшипника. К фланцу левого цилиндра масло проходит по каналу 14, а к распределительным шестерням — по каналу 11. Из отверстия под передним и задним коренными подшипниками оно вытекает по каналам 5 соответственно в передний и задний маслоуловители, расположенные на щеках кривошипа. Под действием центробежной силы масло из желоба поступает в кривошипный палец и через каналы 4 — в подшипник шатуна.

В желобе маслоуловителя из масла оседают твердые частицы. С нижней головки шатуна масло в виде капель и пыли подается в цилиндры, на толкатели, кулачки распределительного вала, направляющие клапанов, поршневые пальцы и другие трущиеся детали. Для увеличения поступления масла к подшипникам распределительного вала в картере сделаны маслосборные карманы, соединенные с подшипниками каналами.

Для предотвращения попадания масла в прерыватель в передней части картера на распределительном валу имеется самоподжимной сальник, а в задней его части, на ступице маховика — сальник. Задержанное сальником масло возвращается в картер через отверстие, находящееся между подшипником и сальником.

Обслуживание системы смазки двухтактного двигателя заключается в том, чтобы смесь бензина с маслом находилась в определенной пропорции и перед заправкой хорошо перемешивалась. Нельзя уменьшать содержание масла в бензине против рекомендуемого, так как это понижает мощность двигателя, ускоряет износ поршневых колец, поршня и цилиндра.

Нельзя допускать также увеличения содержания масла в бензине, так как при этом затрудняется пуск двигателя и быстрее накапливается нагар.

При эксплуатации четырехтактных двигателей (К-750, М-63) смена масла производится через 2000 км.

Масло сливается после остановки двигателя, пока оно горячее. Уровень его в картере проверяется щупом при неработающем двигателе. Недопустима езда, если уровень масла в картере находится на нижней отметке, так как во время крена мотоцикла масло может не поступать в насос.

Рис 24. Схема смазки четырехтактного двигателя: а — с «мокрым» картером; б — с «сухим» картером

Рис. 25 Система смазки двигателя мотоцикла М-62:

ОХЛАЖДЕНИЕ ДВИГАТЕЛЯ

Охлаждение двигателя мотоцикла должно обеспечивать нормальное протекание рабочего процесса путем поддержания необходимой температуры его деталей и трущихся узлов.

Во время работы двигателя, в момент вспышки рабочей смеси внутри цилиндра, возникает высокая температура— до 2200—2500° С. При полной нагрузке средняя величина температурного режима составляет 800— 1000° С. Если это тепло не отводить, то такая температура вызовет снижение мощности двигателя, ухудшит смазочные свойства масла и ускорит износ трущихся деталей.

Отечественные мотоциклетные двигатели имеют воздушную систему охлаждения (встречным потоком воздуха). Эффективность охлаждения зависит от скорости движения мотоцикла, величины охлаждающейся поверхности и теплопроводности металлических деталей двигателя. Для лучшего охлаждения поверхность цилиндра и головку делают ребристой, чем обеспечивается увеличение охлаждаемой площади; детали, работающие при высокой температуре (поршень, головку цилиндра, а у двухтактных двигателей мотоциклов Иж-П и Иж-Ю, «Ковровец-175» оребренную поверхность цилиндра), изготовляют из алюминиевых сплавов. Кроме того, все трущиеся детали кривошипно-шатунного механизма охлаждаются горючей смесью или маслом, находящимся в картере.

СИСТЕМА ПИТАНИЯ ДВИГАТЕЛЯ

В систему питания двигателя входят: карбюратор, служащий для приготовления горючей смеси, топливный бак с топливным краном и трубопроводами, воздухоочиститель, выпускные трубы с глушителями шума выходящих отработавших газов.

Топливо из топливного бака по фильтру и отстойнику поступает в поплавковую камеру карбюратора, а воздух через воздухоочиститель — в смесительную камеру

карбюратора. Приготовленная горючая смесь в цилиндре двигателя смешивается с остатками отработавших газов и становится рабочей смесью.

Топливом для мотоциклетных двигателей служит автр мобильный бензин. Бензины выпускаются следующих марок: А-66, А-72, А-74, А-76, АЗ-66. Буква А обозначает автомобильный, буква 3 — зимний, а цифры — октановое число данного бензина.

Для получения качественной горючей смеси бензин должен обладать следующими основными свойствами: испаряемостью, отсутствием вредных примесей, стойкостью против детонации. Испаряемостью называется способность бензина принимать парообразное состояние. Хорошая испаряемость создает приемистость двигателя, когда при увеличении подачи горючей смеси в цилиндр быстро возрастает число оборотов коленчатого вала.

В бензине не должно быть водорастворимых кислот, щелочей, воды и механических примесей. Их наличие может привести к ржавлению металлов, повышенному нагарообразованию и износу трущихся частей двигателя.

Особо важным свойством бензина является детонационная стойкость. Под детонацией понимается неправильная, с сильными и звонкими стуками работа двигателя, вызванная чрезмерно быстрым сгоранием топлива. Распространение пламени при этом происходит со скоростью 1800—2500 м/сек вместо 20— 30 м/сек.

При работе двигателя со слышимым детонационным стуком резко сокращается срок службы деталей кривошипного механизма. Детонационная стойкость топлива оценивается его октановым числом, большее число означает и более высокую стойкость.

Октановое число принято условно. Для повышения детонационной стойкости к бензину добавляют антидетонатор — этиловую жидкость. Этиловая жидкость смешивается с бензином в следующем количестве: А-66— 0,8 г, А-76—0,41 г (на 1 кг бензина).

В технической характеристике двигателя мотоцикла завод-изготовитель указывает, какой бензин следует применять. Сорт бензина надо выбирать соответственно степени сжатия двигателя. Например, А-66 использует-ся в двигателях, где степень сжатия от 6,0 до 7,0; А-72— до 7,5; А-74 — до 8,0 и А-76 — выше 8,0.

Этилированный бензин ядовит и при обращении с ним требуется особая осторожность. Чтобы этилированные бензины отличать от неэтилированных, их окрашивают соответствующими красителями: А-66 — от красного до оранжевого, А-76 — от синего до зеленого цветов.

Этилированный бензин вызывает отравление организма человека. Поэтому при пользовании им нужно соблюдать следующие правила: при попадании бензина на кожу и руки немедленно обмывать их керосином, а затем теплой водой с мылом. Если бензин попал в глаз, необходимо сразу же обратиться к врачу. Нельзя всасывать этилированный бензин ртом через шланг или продувать ртом бензопроводы.

содержание .. 1 2 3 ..