ПОЧЕМУ ЛЕТАЮТ Новинки Автопрома
ПОЧЕМУ "ЛЕТАЮТ" Новинки Автопрома
ОБОЗРЕНИЕ ЗР
ПОЧЕМУ "ЛЕТАЮТ" Новинки Автопрома
Сейчас мы, автомобилисты, все почаще задаемся этим вопросом, видя, как двухколесная машина в ярчайшем обтекателе срывается с места и пулей исчезает из глаз. Дело не только лишь в малой массе - мотоциклетные моторы сейчас в большинстве собственном намного превосходят авто, в особенности по удельным показателям. О том, какими техническими ухищрениями достигнуто это приемущество, специально для "За рулем" ведает обозреватель журнальчика "Мото" Александр ВОРОНЦОВ.
Сфера внедрения байка (будем именовать так всякую двухколесную машину с бензиновым двигателем) очень широка, потому и вариантов выполнения мотоциклетных движков неисчислимое огромное количество. Подробный обзор всех этих конструкций - тема не статьи, а очень объемистой книжки. Тут постараюсь обозначить только главные тенденции развития движков для байков*.
Спор меж двухтактными и четырехтактными движками в автомобилестроении был решен в пользу 4 тактов еще в 50-е годы (правда, не совсем - процесс, разработанный австралийской компанией "Орбитал", очень заинтриговал наикрупнейшие авто компании мира). В мотоциклостроении же обе принципные схемы умиротворенно уживаются, поделив сферы воздействия. При этом двухтактные движки закрепились в 2-ух совсем разных областях - они используются или на дешевеньких машинах утилитарного предназначения, или на байках ярко выраженного Подвескаивного нрава. В первом случае их ценят за простоту. Во 2-м - за двукратный перевес в мощности над четырехтактным движком такого же рабочего объема (в теории). Правда, в силу присущих двухтактному движку недочетов - сначала, продувки топливно-воздушной консистенцией - это преимущество на практике никогда не удается воплотить стопроцентно. Но все таки перевес выходит приличным - не напрасно в мотогонках Гран-при четырехтактные движки не возникают уже более 10 лет.
ВСЕГО ДВА ТАКТА
Двухтактные моторы машин утилитарного предназначения очень традиционны по конструкции и практически застыли на уровне, достигнутом к началу 70-х годов. У их относительно низкая (для мотоциклостроения) литровая мощность - менее 100 л. с./л. Обычно, эти движки - одноцилиндровые, с отлитым из дюралевого сплава цилиндром и металлической гильзой. Смазка - в консистенции с топливом или раздельная. Зажигание - незамудреная электрическая бесконтактная схема. Во впускном тракте установлен лепестковый клапан, препятствующий оборотному выбросу консистенции. Это обычное и действенное устройство позволяет расширить рабочий спектр мотора и повысить КПД, поэтому двухтактники, где нет этого узла, можно перечесть по пальцам.
Труднее, ЕЩЕ Труднее...
Есть и поболее неповторимые конструкции - у двухтактных движков мотороллеров и легких байков, выпускаемых в Европе и Стране восходящего солнца. Мотороллерные моторы - с воздушным принудительным остыванием, а более форсированные (до 140 л. с./л) - даже с жидкостным. Чугунную гильзу у таких движков подменяет особое покрытие, обычно никелькремниевое. Раздельная система смазки применяется непременно - по другому "двухтактник" не вписывается в достаточно жесткие нормы чистоты выхлопа. Не уникальность на современных мотороллерах и мопедах и катализатор в выпускной системе. Соединяет воединыжды "утилитарные" двухтактные моторы одно: их рабочий объем не превосходит 200 см3 - при большем разрыв в топливной экономичности двух- и четырехтактных движков становится очень приметным. Только два исключения - наш ИЖ и чешская "Ява" - конструкции, корешки которых уходят в полувековую давность, подтверждают это правило. Бывают исключения и с "другой стороны": не уникальность утилитарные машины с четырехтактными движками объемом 125 и даже 100 см3 (при этом у "Хонды", также ее бессчетных копий из Юго-Восточной Азии "полтинник" и тот может быть четырехтактным).
Подлинный шедевр современной техники - двухтактные движки Подвескабайков и машин типа "эндуро". Сложностью "внутренности" они не уступают четырехтактным моторам! Не считая лепесткового клапана на впуске, появилась к тому же особая заслонка - так именуемый мощностной клапан - на выпуске. Дело в том, что для двухтактного мотора очень принципиальное значение имеет не только лишь форма камеры сгорания и каналов в "теле" мотора, да и настройка впускной и выпускной систем. Это связано с продувкой цилиндра, во время которой часть топливно-воздушной консистенции вылетает в выпускную систему. Смесь удается возвратить в камеру сгорания, используя волновые процессы. Но только в определенном спектре оборотов. Мощностной клапан, перекрывая часть проходного сечения выпускного патрубка, меняет сопротивление выпускной системы и тем ее настройку, расширяя спектр более действенной работы мотора. Такие системы появились сначала 80-х годов на двухтактных моторах кроссовых и гоночных байков. Сначала они имели центробежные регуляторы механического типа, но на данный момент управление мощностными клапанами возложено на электронику.
Так как литровая мощность обрисованных движков очень высока - до 300 л.с./л - и, соответственно, термический режим очень напряженный, то их остывание только жидкостное. Электрические системы зажигания - более сложные, с цифровым микропроцессором, что позволяет задавать наилучшее опережение зависимо от оборотов мотора.
Будущее двухтактных движков, разумеется, за системами впрыска горючего, которые позволят, в конце концов, поделить процессы продувки и заполнения цилиндра. Типично, что в конце 1996 года появились сходу две модели совсем различного предназначения с двухтактными движками, обустроенными впрыском горючего, - 50-кубовый мотороллер "Веспа-50ЕТ2" и 500-кубовый Подвескабайк "Бимота V-Дуэ".
ЧЕТЫРЕХТАКТНЫЕ
Конструкции таких моторов более, а, пожалуй, даже и поболее многообразны, чем двухтактных. Подходы к проектированию движков для машин утилитарного предназначения и для дорогих томных байков опять-таки совсем различны. Для "рабочей лошади" характерен одноцилиндровый движок рабочим объемом 125-250 см3, с практически вертикальным расположением цилиндра, воздушным остыванием, верхним распределительным валом с приводом цепью, двухклапанной головкой цилиндра.
В отличие от автомобиля, где движок всегда закрыт капотом и его дизайном начали заниматься только в последние годы, для байка внешний облик мотора нередко имеет решающее значение. Только, пожалуй, в южноамериканском автомобилестроении мода оказывала влияние на число и размещение цилиндров. А для байка такое - в порядке вещей: вот уже 15 лет не проходит мода на двухцилиндровые V-образные четырехтактные движки, выставленные величавым обилием вариантов рабочего объема - от 125 до 1500 "кубиков". Типичные плюсы этой компоновочной схемы - особенная вибрация и соответствующий неровный звук мотора - в общем, мотоциклетные радости не достаточно понятны заядлому автомобилисту.
Но верхушка развития мотоциклетных движков - это, естественно, рядные "четверки". Моторы подобного типа всегда на два-три шага опережают авто. К примеру, четырехклапанная схема, которая только в последние годы стала принятой в автомобилестроении, получила обширное распространение на мотоциклетных четырехцилиндровых моторах уже в конце 70-х годов. Ну и сейчас много ли найдется авто движков с удельной мощностью 175 л. с./л, способных работать на 12 000 об/мин? А вот 105-сильная "Хонда-CBR600R", из технической свойства которой взяты эти характеристики, не считается очень уж "жарким" Подвескабайком - так, разъездная лошадь на каждый денек.
Так как четырехцилиндровые моторы очень популярны и в автомобилестроении, то любопытно подробнее разглядеть конструкцию такового мотора, чтоб осознать, как добиваются настолько больших характеристик.
Сначала оказывается на виду целая батарея карбюраторов - по одному на каждый цилиндр. Такое решение позволяет уничтожить целую стаю зайцев: каждый цилиндр получает смесь рационального состава, обеспечивается равномерность заполнения (естественно, при условии синхронизации карбюраторов), впускной тракт выходит малой длины, потому горючее не конденсируется на его стенах. Не считая того, форма тракта - практически ровная, без извивов и выступов. Своеобразна и конструкция карбюраторов. Не считая дроссельной заслонки, они обустроены дроссельным золотником с дозирующей иглой, подвешенным на гибкой мембране. Полость над мембраной соединена с впускным трактом. Заслонка регулирует количество консистенции, при всем этом в согласовании с ее положением и высокоскоростным режимом работы мотора золотник с иглой автоматом обеспечивает неизменное разрежение у распылителя и тем - четкое дозирование консистенции. На самом деле, батарея личных карбюраторов дает практически те же достоинства, что и распределенная система впрыска горючего, но за наименьшую стоимость. Это и определяет еще пока умеренное распространение систем впрыска на байках (на рядных "четверках" впрыск применяет только БМВ и на одной модели - "Ямаха").
Цилиндры и головки цилиндров движков отливают из дюралевого сплава. Покрытие на стенах цилиндров - никель-кремниевое, но в ближайшее время вновь получили распространение чугунные гильзы, обеспечивающие больший срок службы мотора. Остывание - жидкостное, по той же схеме, что принята и в автомобиле. В систему смазки включен масляный радиатор, который на более современных движках также с жидкостным остыванием. Особые распылители прыскают маслом на внутреннюю поверхность поршня, снижая термическое напряжение этой Ремонт и эксплуатация.
Два верхних распределительных вала крутят в большинстве случаев при помощи многозвенной пластинчатой цепи, надежной и малошумной. Для компактности их располагают довольно близко друг к другу, так что угол меж клапанами (два впускных и два выпускных на цилиндр, а у движков "Ямаха" - три впускных и два выпускных) составляет около 30°. При всем этом форма камеры сгорания малогабаритна, с маленький площадью поверхности, что содействует увеличению теплового КПД. Часть камеры сгорания появляется выемкой в поршне, так что в верхней мертвой точке периферийная область днища практически соприкасается с головкой цилиндра. Топливно-воздушная смесь в конце хода сжатия с силой выталкивается из этой области в зону свечки зажигания, перемешивая при всем этом весь заряд консистенции (так именуемый сквиш-эффект). Таким макаром, смесь перед возникновением искры находится в насыщенном движении, при этом более обеспеченный заряд - как раз у свечки, что помогает надежному воспламенению и резвому сгоранию консистенции.
Применение процессоров в системе зажигания позволяет учесть большее количество характеристик. Так, момент опережения зажигания определяется не только лишь числом оборотов мотора, да и положением дроссельной заслонки. Так как средние цилиндры испытывают, невзирая на жидкостное остывание, более напряженный термический режим, момент зажигания для их меняется по другой закономерности, чем для последних.
С ЧУВСТВОМ Приемущества
Как и десятилетия вспять, мотоциклетные движки показывают приемущество в удельной мощности над авто. Пойдет ли развитие последних в том же направлении? Навряд ли. Экономичность и долговечность для массивных мотоциклетных движков не настолько животрепещущи - ведь схожий байк издавна уже стал не средством транПодвескаа, а игрушкой взрослого человека. А некая непрактичность (к примеру, эксплуатационный расход горючего у 750-кубового байка выше, чем у малолитражки в два раза больше рабочего объема) игрушке всегда прощалась. Но такая расточительность непростительна для автомобиля, на котором каждый денек ездят на работу.
* Обзор современных байков - см. ЗР, 1996, № 6.
Современный двухтактный движок с лепестковым оборотным клапаном (1) на впуске и регулируемой заслонкой (2) - мощностным клапаном на выпуске ("Ямаха-DT125").
Мощностной клапан (1) управляется сервомотором (2), получающим сигнал от процессора, и обеспечивает лучшую настройку выпускной системы зависимо от оборотов мотора.
Малогабаритная конструкция четырехцилиндрового четырехтактного мотора ("Сузуки-GSX-R750").
Картерные Ремонт и эксплуатация и блок цилиндров мотора отлиты из дюралевого сплава. Заместо гильз - никелькремнеуглеродистое покрытие.
Впускной тракт спрямлен для заслуги наибольшего заполнения цилиндра.
Система уравновешивания четырехцилиндрового мотора "Хонда-СВХ1100ХХ": 1 - балансирный вал; 2 - промежная шестерня; 3 - балансирный вал; 4 - шестерня на коленчатом валу.
Батарея из 4 карбюраторов обеспечивает питание мотоциклетного четырехцилиндрового мотора.
Система инерционного наддува, обеспечивающая наилучшее заполнение цилиндров на больших скоростях ("Сузуки-GSX-R600").
Одноцилиндровый четырехтактный движок байка "Ямаха-SZR660" с пятиклапанной головкой цилиндра.
Двухцилиндровый оппозитный движок БМВ последнего поколения. Для уменьшения ширины мотора применили привод от верхнего распредвала через недлинные штанги и коромысла. БМВ - одна из немногих компаний, использующая на мотоциклетных моторах впрыск горючего.
Двухцилиндровые V-образные движки вот уже 90 лет на байках
("Хонда-VT750C").