Влияние конструкции на мощность двигателя
Конструкция, форсировка и долговечность двигателя в конечном счете определяются его назначением.
К гоночным — одно требование.
К спортивным — другое.
Принято двигатели делить на следующие группы:
- Спортивные двигатели, выполненные на базе двигателей дорожных мотоциклов и не имеющие принципиальных конструктивных отличий, за исключением увеличения мощности путем увеличения степени сжатия. Такими двигателями оснащаются, как правило, мотоциклы для многодневных и кроссовых соревнований.
- Спортивные двигатели, выполненные на базе серийных дорожных двигателей, в которые внесен ряд конструктивных изменений, направленных на увеличение мощности, а именно: для четырехтактных двигателей (повышение степени сжатия, увеличение диаметров впускных и выпускных каналов и клапанов, их подъемов, профиля кулачков газораспределения и т. д.) и для двухтактных двигателей (увеличение степени сжатия, сечения окон и каналов и т. п.). Такие двигатели применяются для кроссовых и шоссейно-кольцевых мотоциклов класса Б, а также частично для соревнований по гаревой и ледяной дорожкам и мотоциклов, участвующих в международных многодневных соревнованиях.
- Двигатели, специально спроектированные для мотоциклов, предназначенных к определенным соревнованиям. Сюда относятся двигатели гоночных мотоциклов для шоссейно-кольцевой гонки (класса А), трековых, рекордно-гоночных, ряда моделей кроссовых и ипподромных мотоциклов (спортивные мотоциклы ЭСО, кроссовые — БСА, КР-5 и другие).
Двигатели третьей группы, особенно гоночные, наиболее сложны по конструкции, а также в обслуживании и ремонте. Так как рекордно-гоночные мотоциклы очень редки и почти отсутствуют в наших спортивных обществах, поэтому нет необходимости останавливаться на конструктивных особенностях их двигателей. Обратимся к мотоциклам, широко применяемым в соревнованиях.
Наибольший технический прогресс в области мотоциклетного двигателестроения за последние 10 — 15 лет наблюдается в развитии конструкции двигателей для шоссейно-кольцевых гоночных мотоциклов (сокращенно — гоночных двигателей).
Из числа поршневых двигателей без нагнетателей эти двигатели обладают наибольшей литровой мощностью. Наглядным примером роста литровой мощности гоночного двигателя может служить двигатель гоночного мотоцикла MZ R = 125, литровая мощность которого за последние 12 лет возросла с 95 л. с./л. до 240 л. с./л.
Результаты и опыт работ над гоночными двигателями в первую очередь реализуются на спортивных двигателях. Так как влияние конструкции двигателя на его мощность особенно сильно отражается в гоночных двигателях, то необходимо рассказать о конструкции самого двигателя и его основных узлов.
Двигатели шоссейно-кольцевых гоночных мотоциклов делятся на подгруппы:
- четырехтактные с двумя верхними распределительными валами, закрытие клапанов у которых осуществляется пружинами;
- четырехтактные с верхними распределительными валами, закрытие клапанов у которых осуществляется принудительно (десмодромик);
- двухтактные с дисковым золотником на впуске;
- двухтактные, не имеющие золотника (типа ЕМС и Бультако).
«Пособие механикам мотоциклов»,
А.Н.Силкин, Б.С.Карманов
Среди двухтактных двигателей в настоящее время наибольшую литровую мощность (300 л. с./л) имеют гоночные двигатели, снабженные золотником на впуске. Основной целью применения золотника на впуске является удлинение продолжительности впуска и получение несимметричных фаз, что улучшает наполнение кривошипной камеры свежей смесью. Наиболее простым и надежным является плоский дисковый золотник, предложенный инженером Циммерманом (ГДР). Он обеспечивает подбор…
Шатун — стальной, полированный, имеет стержень овального сечения. Овальный шатун двигателя С2-25 Подшипники обеих головок игольчатые: большой — с дюралюминиевым сепаратором, малый — насыпной. Балансировка коленчатого вала выполнена сверлениями в щеках, заглушенными алюминиевыми заглушками. Поршень отлит в кокиль из высококремниевого алюминиевого сплава и снабжен одним хромированным стальным кольцом. Цилиндр сборный, в алюминиевую рубашку запрессована чугунная…
Практика мирового мотоциклостроения показывает, что высокой литровой мощности можно добиться на двухтактных двигателях без применения золотника на впуске. Одним из примеров конструкции беззолотникового гоночного двухтактного двигателя, имеющего литровую мощность 200 л. с./л, является двигатель ЕМС (Англия). Гоночный двигатель ЕМС в основном отличается от обычного двухтактного двигателя тем, что имеет форсирующие камеры. На рисунке показаны схема…
При обычном для двухтактного двигателя газораспределении, управляемым поршнем, фирме Бультако удалось получить литровую мощность 210 л. с./л. Основными факторами получения такой мощности являются в первую очередь подбор оптимальной выпускной системы, фаз газораспределения и формы окон, а также применение двух поршневых колец L-образной формы. Кольцо L-образной формы обеспечивает лучший теплоотвод от днища поршня, улучшает компрессию и…
На современных спортивных и гоночных двигателях расположение клапанов исключительно верхнее. Как указывалось в главе III, быстроходность высокооборотных двигателей в большинстве случаев ограничивается увеличением сил инерции возвратно-поступательно движущихся деталей механизма газораспределения. Если эти силы превышают усилие клапанных пружин, то происходит отставание клапана от кулачка. Сила инерции Pj, действующая на комплект клапанных пружин, определяется по формуле: где:…
Примером конструкции двигателя, закрытие клапанов у которого осуществляется пружинами, является двигатель С360. Схема двигателя С360 Двигатель С360 — двухцилиндровый с двумя верхними распределительными валами. Цилиндры выполнены раздельно, расположены поперек оси рамы мотоцикла и наклонены вперед под углом 10° от вертикальной оси. В алюминиевые цилиндры запрессованы гильзы из высоконикелевого чугуна, обладающего большой износоустойчивостью. Картер является общим…
Для двигателей с одним верхним распределительным валом этот вес сокращается, так как отсутствуют штанга и толкатель. Схема Схема спортивно-дорожного двигателя Хонда СВ-92 с одним верхним распределительным валом. У двигателей с двумя верхними распределительными валами сокращение веса происходит только за счет замены двухплечевого коромысла одноплечим рычагом-рокером или толкателем, если вес последнего меньше приведенного веса коромысла. Вес…
Коленчатый вал двигателя — двухколенный, трехопорный и легкоразборный. Он состоит из четырех частей, соединяемых торцевыми шлицами, и стягивается тремя болтами с дифференциальной резьбой. Болт и щеки имеют с обеих сторон резьбы с разными шагами; таким образом, при завертывании в две сопрягаемые щеки они приближаются друг к другу на величину разницы шагов резьб. Благодаря этому торцевые…
Для увеличения усталостной прочности шпилечной пружины желательно иметь меньший угол закрутки, что достигается удлинением пружины. Длинные шпилечные пружины с целью уменьшения веса двигателя выполняются открытыми. Но в этом случае повышается износ клапанного механизма. Схема гоночного двигателя Дукати-125 Закрытые шпилечные пружины имеют сокращенные по длине габариты, а поэтому меньшую усталостную прочность. Однако применение пружинной проволоки 50ХФА…
Привод механизма газораспределения осуществляется от коленчатого вала тремя цилиндрическими шестернями и далее семью коническими шестернями. Вращение от нижних шестерен распределения, размещенных в картере двигателя, передается наверх к шестерням, смонтированным в картере распределительного механизма при помощи вертикального вала, ось которого параллельна осям цилиндров. Он соединяется с ведомой нижней конической шестерней при помощи эвольвентных шлиц. В верхней…