Федор Жигарев - Мотоциклы

Продольное горизонтальное расположение цилиндра сильно увеличивает общую длину двигателя и вызывает удлинение рамы мотоцикла.

Увеличение числа цилиндров двигателя применяется для повышения мощности двигателя, а также для получения равномерности хода при сохранении общей высоты двигателя. Преимущество двигателей с V-образным расположением цилиндров заключается в том, что шатуны обоих цилиндров могут соединяться с общей для них шатунной шейкой кривошипа (рис. 4, а), но в этом случае чередование вспышек в цилиндрах двигателя будет неравномерным.

Рис. 4. Схемы расположения цилиндров мотоциклетных двигателей: А — V-образное расположение цилиндров: а — с неравномерным чередованием вспышек: б — с равномерным чередованием вспышек; Б — линейное расположение цилиндров: в — с общим коленчатым валом; г — с отдельными коленчатыми валами; В — оппозитное расположение цилиндров (д).

У некоторых V-образных двигателей равномерность чередования вспышек достигается путем расположения цилиндров и шатунных шеек кривошипа под одинаковым углом (рис. 4, б ).

V-образные двигатели размещаются обычно продольно, что значительно ухудшает охлаждение заднего цилиндра. Поэтому на некоторых мотоциклах двигатель размещается поперек рамы, что значительно улучшает охлаждение двигателя.

Линейное вертикальное расположение цилиндров (рис. 4, в ) обеспечивает компактность двигателя и равномерное чередование вспышек, однако при таком расположении цилиндров увеличивается неуравновешенность двигателя вследствие одностороннего движения поршней.

Для гоночных мотоциклов применяют линейное вертикальное расположение цилиндров с отдельными кривошипами на каждый цилиндр (рис. 4, г ). Кривошипы имеют противовесы и соединены между собой шестернями. Такое расположение цилиндров обеспечивает хорошую устойчивость мотоцикла в движении.

На рис. 4, д представлена схема двухтактного двухцилиндрового мотоциклетного двигателя, шатунные шейки которого расположены под углом 180°, что обеспечивает равномерное чередование вспышек и обеспечивает хорошую уравновешенность двигателя, так как поршни перемещаются в цилиндрах в противоположном друг другу направлении.

Оппозитное [3] Оппозитным расположением цилиндров называется такое расположение, при котором цилиндры размещены в одной плоскости и направлены в противоположные стороны. горизонтальное расположение цилиндров, принятое для мотоцикла М-72 (рис. 4, д ), обеспечивает хороший обдув цилиндров, низкое расположение центра тяжести, а следовательно, и устойчивость мотоцикла. Недостатком такого расположения является большой вынос цилиндров двигателя в стороны, что увеличивает возможность их повреждения при падении и движении по сильно пересеченной местности.

На некоторых мотоциклах цилиндры двигателя расположены вдоль рамы. При таком расположении уменьшается ширина мотоцикла и возможность повреждения цилиндров, но ухудшается охлаждение заднего цилиндра.

Принцип работы мотоциклетного двигателя заключается в том, что в цилиндре двигателя осуществляется превращение тепловой энергии, получающейся при сгорании горючего, в механическую энергию. Так как процесс сгорания происходит непосредственно в рабочем цилиндре двигателя, то такие двигатели называются двигателями внутреннего сгорания.

В двигателях внутреннего сгорания карбюраторного типа горючая смесь вводится в цилиндр и сгорает там, производя механическую работу. Продукты сгорания горючего выводятся из цилиндра и снова происходит заполнение цилиндра горючей смесью. Горючая смесь, поступая в цилиндр двигателя и перемешиваясь с оставшимися там отработавшими газами, образует рабочую смесь.

Рабочий цикл в цилиндре мотоциклетного двигателя может быть завершен за два такта (два хода поршня) или за четыре такта (четыре хода поршня).

Тактом называется часть рабочего цикла, совершаемая в основном при перемещении поршня от одной мертвой точки до другой.

Ходом поршня называется расстояние, проходимое поршнем от одной мертвой точки до другой.

В четырехтактных двигателях за период рабочего цикла происходит последовательное чередование следующих тактов: впуска, сжатия, расширения и выпуска.

В двухтактных двигателях за период рабочего цикла происходит последовательное чередование следующих тактов: сжатия, включающего окончание впуска горючей смеси и сжатие рабочей смеси, и расширения, включающего расширение, выпуск и начало впуска.

В рабочем цикле только в такте расширения совершается полезная работа. Остальные такты цикла являются подготовительными и служат для впуска и сжатия горючей смеси и выпуска отработавших газов.

Во время такта расширения предварительно сжатая рабочая смесь, воспламеняемая при помощи электрической искры, сгорает. При сгорании температура газов достигает 2200 °C. За счет повышения температуры давление газов в цилиндре резко увеличивается. Наибольшее давление газов в цилиндре достигает 35–40 кг/см 2. Под действием давления газов поршень перемещается от верхней мертвой точки к нижней.

Рассмотрим процессы, происходящие последовательно в цилиндре четырехтактного двигателя, предполагая, что двигатель работает при полном открытии дроссельной заслонки, потери на трение в двигателе отсутствуют и давление воздуха в картере двигателя постоянно и равно атмосферному.

В конце такта выпуска поршень начинает перемещаться от верхней мертвой точки к нижней, впускной клапан открывается. В результате перемещения поршня в такте впуска давление в цилиндре понижается до 0,8–0,85 кг/см 2, вследствие чего в него поступает горючая смесь. Во время впуска горючая смесь нагревается, а в конце впуска температура ее достигает 50-100 °C.

Раннее открытие впускного клапана позволяет создать проходное сечение в клапане достаточной величины к началу перемещения поршня от верхней мертвой точки к нижней, а также использовать для лучшего наполнения цилиндров подпор горючей смеси во впускном патрубке и отсасывающее действие отработавших газов в конце такта выпуска предыдущего рабочего цикла.

Изменение давления газов в цилиндре двигателя при перемещении поршня от верхней мертвой точки к нижней в такте впуска показано графически на рис. 5.

Рис. 5. Процесс впуска четырехтактного двигателя: V c— объем камеры сжатия; Vh — рабочий объем цилиндра; Р — давление внешнего воздуха; r — начало такта впуска; а — конец такта впуска.