Как устроен мотоциклетный двигатель

Содержание
  1. Двигатели мотоциклов: устройство, принцип работы, технические характеристики
  2. Общее устройство и принцип действия
  3. Четырехтактный двигатель
  4. V-образный двухцилиндровый агрегат
  5. Двухтактный мотор
  6. Двухтактные рядные двухцилиндровые ДВС
  7. Двухтактный V-образный мотор
  8. Рядный трехцилиндровый мотор
  9. «Днепр»
  10. Устройство
  11. Преимущества конструкции
  12. Двигатели ИЖ
  13. Китайские двигатели
  14. Масло для мотоциклетных моторов
  15. В заключение
  16. Двигатель
  17. Содержание
  18. Функция двигателя [ править | править код ]
  19. Рабочий цикл двигателя [ править | править код ]
  20. Два такта или четыре? [ править | править код ]
  21. Основные принципы действия [ править | править код ]
  22. Цилиндр и поршень [ править | править код ]
  23. Коленчатый вал [ править | править код ]
  24. Газораспределение двигателя [ править | править код ]
  25. Двухтактный двигатель [ править | править код ]
  26. Четырехтактный двигатель [ править | править код ]
  27. Диаметр и ход [ править | править код ]
  28. Схемы двигателей [ править | править код ]
  29. Роторный двигатель [ править | править код ]
  30. Схемы двигателей
  31. Содержание
  32. Одноцилиндровые двигатели [ править | править код ]
  33. Двухцилиндровые двигатели [ править | править код ]
  34. Четырехтактный рядный двухцилиндровый двигатель с чередованием вспышек через 360 градусов [ править | править код ]
  35. Четырехтактный рядный двухцилиндровый двигатель с чередованием вспышек через 180 градусов [ править | править код ]
  36. Двухтактный рядный двухцилиндровый двигатель [ править | править код ]
  37. Четырехтактный V-образный двухцилиндровый двигатель [ править | править код ]
  38. Двухтактный V-образный двухцилиндровый двигатель [ править | править код ]
  39. Двигатель с двумя горизонтальными противолежащими цилиндрами (двухцилиндровый оппозитный двигатель) [ править | править код ]
  40. Трехцилиндровые двигатели [ править | править код ]
  41. Рядный трехцилиндровый двигатель [ править | править код ]
  42. Рядный трехцилиндровый двигатель горизонтального расположения [ править | править код ]
  43. Трехцилиндровый V-образный двухтактный двигатель [ править | править код ]
  44. Четырехцилиндровые двигатели [ править | править код ]
  45. Рядный четырехцилиндровый двигатель [ править | править код ]
  46. Рядный четырехцилиндровый двигатель горизонтального расположения [ править | править код ]
  47. Двигатель с четырьмя противолежащими цилиндрами горизонтального расположения (четырехцилиндровый оппозитный двигатель) [ править | править код ]
  48. Четырехцилиндровый двигатель с квадратным расположением цилиндров [ править | править код ]
  49. V-образный четырехцилиндровый двигатель [ править | править код ]
  50. Более четырех цилиндров [ править | править код ]
  51. V-образный пятиципиндровый двигатель [ править | править код ]
  52. Рядный шестицилиндровый двигатель [ править | править код ]
  53. Шестицилиндровый двигатель с противолежащим (горизонтальным) расположением цилиндров (оппозитный шестицилиндровый двигатель) [ править | править код ]
  54. V-образный восьмицилиндровый двигатель [ править | править код ]

Двигатели мотоциклов: устройство, принцип работы, технические характеристики

Про автомобильные двигатели написано очень много статей, есть масса различной информации. Про двигатели мотоциклов такого количества статей, схем, описаний нет. Попробуем восполнить этот пробел. Любителей мототехники достаточно много. Среди них также есть начинающие, которые пока мало знают про устройство ДВС в мотоциклах.

На мототехнике преимущественно устанавливают двухтактные, четырехтактные, роторные и оппозитные двигатели. Последние распространены не так широко, но определенные производители их применяют.

Общее устройство и принцип действия

Мотоциклы оснащаются агрегатами, в камерах сгорания которых тепловая энергия, выделяющаяся от сгорания топлива, превращается в механическую. Поршень двигателя мотоцикла воспринимает энергию продуктов сгорания, после чего начинаются возвратно-поступательные движения. Благодаря кривошипно-шатунному механизму вращается коленчатый вал. Это основные узлы в ДВС.

Четырехтактный двигатель

В моторах такой конструкции цикл составляет четыре рабочих такта. В чем суть его работы? За один цикл коленчатый вал делает два оборота. На фазе впуска коленчатый вал уходит в нижнюю мертвую точку, а в цилиндр под воздействием разряжения попадает топливная смесь. Далее происходит такт сжатия. Что происходит в этот момент? Поршень поднимается и сжимает рабочую смесь. В это время впускной и выпускной клапаны закрыты и горючее поджигается от свечи. При сгорании топлива газы существенно расширяются и производят полезную работу. Далее поршень при движении вверх выдавливает газы через выпускной клапан.

V-образный двухцилиндровый агрегат

Этот агрегат один из самых древних. Но сегодня эта схема еще жива и используется. Эта схема с двумя цилиндрами, общей шейкой шатунов и V-образной конструкцией не имеет никаких проблем с эффектом качающейся пары. Лучшим углом развала цилиндров считается 90 градусов. Вибрации от этого агрегата во время работы незначительны.

Это практически идеальный двигатель мотоцикла, но угол развала делает габариты больше, что затрудняет монтаж его в раму. Но сделать такое возможно – это подтверждается мотоциклами от «Дукати». Данная компоновка нетрадиционная, но все равно до сих пор есть на спортивных машинах, участвующих в мировых чемпионатах.

Двухтактный мотор

В двигателях мотоциклов такой конструкции рабочий цикл осуществляется за один оборот коленвала. Еще одна особенность – отсутствие в конструкции впускного и выпускного клапана. Их функция возложена на поршни. Последние при движении открывают и закрывают каналы для подачи топливной смеси и выпуска отработанных газов. На некоторых моделях на впуске может быть установлен лепестковый клапан. Под поршнем в двухтактных моторах есть картер, который также участвует в процессе газообмена.

Двухтактные рядные двухцилиндровые ДВС

Практически все моторы, действующие по этому принципу, работают по одной схеме. В ней задействуется коленвал, а шатунные шейки на нем расположены под углами в 180 градусов. Эти модели по сравнению с четырехтактными аналогами имеют меньшее количество недостатков. Это можно связать с тем, что искра в каждом цилиндре проскакивает после полного оборота коленчатого вала. В результате отсутствует неравномерность вспышек, которая есть в четырехтактных моторах.

Но велик эффект так называемой качающейся пары. При высоких частотах оборотов коленвала этот эффект может проявиться в навязчивых вибрациях. Проблема осложняется еще и тем, что этим двухцилиндровым моторам нужны отдельные камеры. Это означает наличие в конструкции центрального коренного подшипника, а также сальников. В результате коленвал будет более широким, чем в четырехтактном аналоге.

Двухтактный V-образный мотор

Двигатель, построенный по этой схеме, является сейчас большой редкостью. Один из примеров такого агрегата – NS 250 от «Хонда».

Рядный трехцилиндровый мотор

Этот агрегат, установленный поперечно, является развитием рядного двухцилиндрового двигателя. Инженеры пытались найти компромиссы между вибрацией и размерами четырехцилиндрового ДВС. Такая схема была основной в 70-х годах.

«Днепр»

Этот мотоцикл считался культовым среди увлеченных людей. Здесь устанавливался оппозитный мотор. Многие ругают эту конструкцию за высокий расход топлива. Но по сравнению с другими двигателями такого типа, двигатель мотоцикла «Днепр» был более совершенным.

Устройство

Размещение цилиндров здесь оппозитное (такое же, как и на других советских мотоциклах в классе тяжелых). По особенностям конструкции и техническим характеристикам это отечественный форсированный ДВС для мотоциклов дорожного типа.

Индекс агрегата – МТ8. Кроме конструктивных отличий, он превосходил прочие моторы и в технических характеристиках. Так, мощность составляет 32-35 лошадиных сил. Максимальная скорость составляла 90-105 километров в час, если мотоцикл был оснащен коляской. Расход топлива составил шесть литров на 100 километров. При этом объем двигателя мотоцикла – всего 650 кубических сантиметров.

Преимущества конструкции

Главное отличие этого двигателя от всех прочих – это камеры сгорания более совершенной конструкции. Они имеют гильзу из чугуна, которая заключена в рубашку охлаждения из алюминиевого сплава. Здесь уже нет чугунных литых цилиндров, которые постоянно были подвержены перегреву на «Уралах» и других тяжелых мотоциклах.

Двигатели ИЖ

Созданный в 87-м году на ижевском заводе мотоцикл ИЖ до сих пор популярен среди любителей мототехники. И ведь есть за что его любить – это надежный и качественный мотоцикл. Он имеет строгий классический дизайн и ряд преимуществ перед “Юпитером”. Однако имеется и минус – коленчатый вал двигателя мотоцикла ИЖ значительно больше и массивнее. На что это влияет? Ввиду этого мотор работает на более низких оборотах, за счет чего снижена мощность. Это двухтактный одноцилиндровый двигатель. Заправляют его смесью из масла и бензина.

При мощности в 22 силы объем двигателя мотоцикла составляет 346 кубических сантиметров. Это хороший показатель для такого небольшого объема. Если использовать агрегат по максимуму, то можно достичь скорости в 120 километров в час.

Китайские двигатели

Сейчас не все могут себе позволить восстанавливать отечественную мототехнику, приобретать качественные японские или американские мотоциклы. Китайская продукция на порядок дешевле и пользуется хорошим спросом. Моторов, которые бы разработали китайские инженеры, нет. Все агрегаты – это переработанные ДВС от «Хонда», «Ямаха», «Сузуки» или же проданные лицензированные агрегаты от этих же брендов. Четырехтактные экземпляры вполне качественные, так как изготавливаются на японских линиях. А вот по поводу двухтактных ДВС у многих мнения сугубо негативные.

Читайте также:  Двигатель форд транзит 2496

Масло для мотоциклетных моторов

Каким бы надежным и устойчивым ни был силовой агрегат, качество его работы зависит от того, какое масло использует владелец. Необходимо заливать только рекомендуемый производителем продукт. Он может быть полусинтетическим, синтетическим или даже минеральным. Масло для каждого двигателя разное, и конкретную маркировку нужно смотреть в инструкции по эксплуатации. Также стоит помнить, что для двух- и четырехтактных двигателей используют разную смазку.

В заключение

Как видно, двигатель для мотоцикла практически не отличается от автомобильного. Есть небольшая разница между ними в конструкции. Принцип работы силовых агрегатов тот же. В этих ДВС также имеются инжекторные системы питания, применяются системы жидкостного охлаждения, даже присутствуют экологические нормы. Есть модели и с карбюраторами – это тоже достаточно современная техника. Двигатели и их конструкции постоянно развиваются, возможно, вскоре инженеры придумают идеальный мотоциклетный мотор.

Источник

Двигатель

Двигатель преобразует потенциальную энергию горючего в механическую 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 ли 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.

Силовой агрегат «моноблочной» конструкции

В ранних английских конструкциях и в старых американских мотоциклах двигатель выполнялся отдельным от трансмиссии, а крутящий момент передавался цепью или ремнем, такая конструкция называется «составной». В современных конструкциях все узлы трансмиссии почти всегда располагают в пределах картера, обычно их упоминают как «единую конструкцию» («моноблочная конструкция»).

Силовой агрегат компании Moto Guzzi

Существует ряд двигателей, являющийся исключением из правил, их нельзя отнести ни к «составным», ни к «моноблочным». Трансмиссия таких силовых агрегатов скорее размещается в отдельном картере, при этом картеры коробки передач крепится не к раме, а непосредственно к картеру двигателя. Наибольшую известность такая компоновка получила благодаря надежным и долговечным конструкциям от BMW и Moto Guzzi и такая компоновка используется в большинстве автомобилей.

Содержание

Функция двигателя [ править | править код ]

Задачей двигателя является преобразование энергии топлива в механическую работу. На всех мотоциклах используются двигатели внутреннего сгорания, в которых топливо сгорает внутри цилиндра. Энергия, образующаяся при сгорании топлива, приводит поршень в движение, а он. в свою очередь, передает его коленчатому валу. Такой двигатель называется двигателем внутреннего сгорания, потому что топливо сгорает внутри него. В двигателях внешнего сгорания, таких, как паровой поршневой двигатель, топливо сгорает снаружи, при этом нагревая воду, благодаря чему создается давление пара, приводящее в движение поршень.

Рабочий цикл двигателя [ править | править код ]

Во всех двигателях внутреннего сгорания для того, чтобы рабочий цикл был выполнен полностью, должны произойти четыре процесса. Это наполнение и сжатие топливо-воздушной смеси, рабочий ход и выпуск. Большинство мотоциклов оснащается двухтактными или четырехтактными двигателями, известными как «возвратно-поступательные» двигатели, у которых много общего. В обоих двигателях топливовоздушная смесь сжимается внутри цилиндра и затем воспламеняется искрой от свечи зажигания. Под давлением газов, расширяющихся при быстром сгорании смеси, поршень перемещается вниз по оси цилиндра двигателя.

Два такта или четыре? [ править | править код ]

Если исключить из рассмотрения роторный двигатель, то остается выбор между двухтактными и четырехтактными агрегатами. Каждый имеет свои собственные преимущества и недостатки, поэтому один из них никогда не вытеснит другой. В самом простом варианте двухтактный двигатель намного проще из вышеописанных двух типов двигателей, и, таким образом, его себестоимость ниже. Раньше это было основной причиной широкого использования таких двигателей на скутерах и легких мотоциклах. У простейшего двухтактного двигателя немного недостатков, все же на определенном этапе, его исчезновение было неминуемо из-за непреодолимых проблем: высоких уровней шума и загрязнений. Фактически по этим причинам его использование на дорогах в некоторых странах было запрещено. За последние годы двухтактный двигатель в целом стал сложнее, и успехи таковы, что он остается популярным при выборе для применения в различных целях. Но за исключением скутеров и мотоциклов, предназначенных для загородного сезонного использования, аспект дешевизны в значительной степени исчез, а двухтактный двигатель в современном исполнении на данный момент используется, прежде всего, на спортивных или гоночных машинах из-за низкого веса и высокой мощности. вырабатываемой при тщательной настройке. Следует отметить, что некоторые крупные производители автомобилей опробовали двухтактные двигатели в небольших автомобилях.

Основные принципы действия [ править | править код ]

Цилиндр и поршень [ править | править код ]

1 — головка цилиндра;
2 — цилиндр;
3 — поршень;
4 — шатун;
5 — коленчатый вал;
6 — картер;
7 — свеча зажигания

У всех поршневых двигателей многие основные детали похожи. Двумя из них являются цилиндр и поршень. Чтобы преобразовывать топливовоздушную смесь в полезную работу, необходимо ее сжечь строго контролируемым образом, а полученную энергию превратить в движение. Сгорание происходит в цилиндре, получаемая при этом энергия служит причиной движения поршня.

Коленчатый вал [ править | править код ]

Коленчатый вал — деталь сложной формы, имеющая шейки для крепления шатунов, от которых воспринимает усилия и преобразует их в крутящий момент. на конце коленчатого вала закрепляется маховик. Для снижения трения в нижней или большой головке шатуна связывающего поршень и коленчатый вал, должен присутствовать какой-нибудь подшипник. Это может быть втулка, шариковый или игольчатый роликовый подшипник, установленный в проушину нижней головки шатуна и вращающийся вокруг пальца кривошипа. Точно так же в верхней или малой головке шатуна необходимо позволить поршню качаться относительно шатуна. В верхней головке шатуна также используется втулка или подшипник. а поршень закрепляется коротким пальцем, называемым поршневым. На реальном двигателе маховики обычно установлены с каждой стороны от нижней головки шатуна и соединены между собой пальцем кривошипа, вокруг которого вращается шатун. Маховики удерживаются центральным валом, который вращается в подшипниках, установленных в легкосплавный корпус или картер. Цилиндр зафиксирован на картере от перемещений при помощи болтов или гаек, а на многих современных спортивных мотоциклах он является частью картера, в которой вращается коленчатый вал.

Газораспределение двигателя [ править | править код ]

Двухтактный двигатель [ править | править код ]

Двухтактный двигатель — поршневой двигатель внутреннего сгорания, в котором рабочий процесс в каждом из цилиндров совершается за один оборот коленчатого вала, то есть за два хода поршня. Такты сжатия и рабочего хода в двухтактном двигателе происходят так же, как и в четырёхтактном, но процессы очистки и наполнения цилиндра совмещены и осуществляются не в рамках отдельных тактов, а за короткое время, когда поршень находится вблизи нижней мёртвой точки.

Четырехтактный двигатель [ править | править код ]

Четырёхтактный двигатель — поршневой двигатель внутреннего сгорания, в котором рабочий процесс в каждом из цилиндров совершается за два оборота коленчатого вала, то есть за четыре хода поршня (такта).

За исключением роторного, у всех мотоциклетных двигателей есть ряд вращающихся деталей и ряд деталей, которые перемещаются вверх-вниз или движутся возвратно-поступательно

Диаметр и ход [ править | править код ]

Обе эти величины определяются при испытаниях двигателя на устройстве, называемом динамометром, в широком диапазоне частот вращения двигателя; таким образом, показания полученной эффективной мощности и выходного крутящего момента можно представить в виде графика.

Схемы двигателей [ править | править код ]

Роторный двигатель [ править | править код ]

В плоском цилиндре находится ротор. Цилиндр сделан не круглый, а овальный, ротор имеет треугольную форму. В отличии, от поршневого у роторного двигателя нет коленвала, шатунов, противовесов, головки блока (с клапанами), что делает его конструкцию проще.

Источник

Схемы двигателей

Содержание

Одноцилиндровые двигатели [ править | править код ]

Типичный одноцилиндровый двухтактный двигатель

Типичный четырехтактный одноцилиндровый двигатель

Простейшей схемой двигателя служит одноцилиндровая схема. Ее основными достоинствами являются простота и небольшие габариты. Это означает, что себестоимость и трудоемкость изготовления такого двигателя невелики, и он проще в обслуживании и ремонте. Поэтому одноцилиндровый двигатель идеально подходит для мопедов, скутеров и небольших внедорожных мотоциклов.

Читайте также:  Кс 3577 объем двигателя

Однако он обладает множеством недостатков с точки зрения характеристик двигателя. Поскольку воспламенение смеси в одноцилиндровом четырехтактном двигателе происходит один раз за каждые 720 градусов поворота коленчатого вала, для поддержания вращения двигателя до его следующего рабочего хода необходимы большие маховики.

Для того чтобы избежать чрезмерного увеличения веса, маховики должны обладать большим диаметром и небольшой толщиной. Приходится максимально облегчать поршень, также необходим длинный шатун, и в итоге получается двигатель, называемый длинноходным. Характеристики такого двигателя хороши до определенного момента: он экономичен, обладает хорошей кривой мощности и характеристики момента таковы, что он может относительно легко обеспечивать динамичный разгон с низких частот вращения двигателя. Для использования великолепной характеристики мощности передаточные числа коробки передач могут быть «растянуты», за счет этого управление машиной становится не столь напряженным. Действительно, влияние вибрации двигателя до определенной степени субъективно и, как правило, довольно высокие уровни низкочастотных колебаний предпочтительнее менее интенсивного, но более раздражающего «дребезжания».

Другая проблема двигателей большого объема связана с затруднением запуска, даже если для этого применяется электрический стартер. Но, поскольку большинство одноцилиндровых двигателей большого объема используются для соревнований в условиях бездорожья и не оснащаются электрическим запуском, то каждый раз коленчатый вал приходится устанавливать в положение, когда он чуть не доходит до ВМТ на такте сжатия, затем давать ему здоровенный пинок, чтобы заставить его вращаться. Кроме того, есть проблема отдачи, которая проявляется, когда коленчатый вал установлен неправильно или когда на кик-стартер нажали недостаточно сильно. При этом усилия для того, чтобы поршень миновал такт сжатия, недостаточно, и он резко отскакивает назад из-за воздействия компрессии. При этом рычаг кик-стартера отпрыгивает назад и перекидывает вас через руль или ломает вам ногу. Некоторые одноцилиндровые двигатели оснащаются декомпрессором, предназначенным для облегчения запуска и уменьшения отдачи. Компания Honda разработала систему, в которой при нажатии на кик- стартер небольшой кулачок воздействует на выпускной клапан с целью немного приоткрыть его в ВМТ на такте сжатия. Это снижает усилие, необходимое для прокручивания коленчатого вала двигателя. Второй кулачок начинает работать, когда происходит отдача, также слегка приоткрывая выпускной клапан и снижая силу отдачи.

Двухцилиндровые двигатели [ править | править код ]

Четырехтактный рядный двухцилиндровый двигатель с чередованием вспышек через 360 градусов [ править | править код ]

Четырехтактный рядный двухцилиндровый двигатель с чередованием вспышек через 360 градусов

Исторически рядный двухцилиндровый двигатель был удивительно похож на одноцилиндровый. измененный соответствующим образом для того, чтобы вместить два цилиндра, поршня и шатуна.

Стоит отметить, что в традиционном английском двухцилиндровом четырехтактном двигателе поршни перемещаются вверх и вниз одновременно, но вспышки в цилиндрах чередуются через один оборот двигателя (или с интервалом в 360 градусов). Поэтому он получил название двухцилиндрового рядного двигателя с чередованием вспышек через 360 градусов.

На первый взгляд может показаться, что выбор такого коленчатого вала нерационален, поскольку проблемы, которые появлялись при уравновешивании одноцилиндровых двигателей, остались, хотя в некоторых отношениях конструкция двигателя улучшилась. Вес коленчатого вала увеличился, потому что вал расширился, чтобы разместить дополнительный палец кривошипа и шатун. Это изменение носит противоречивый характер, так как диаметр вала уменьшился. Неуравновешенные силы можно несколько уменьшить за счет установки поршней достаточно большого диаметра и уменьшения их хода. При этом мы не устраняем неуравновешенность, но все-таки она снижается. Гораздо значительнее то, что традиционный «толчок» рабочего хода одно-цилиндрового двигателя сглаживается при наличии двух меньших импульсов мощности, равномерно распределенных в пределах двух оборотов коленвала двигателя.

Двухцилиндровый рядный двигатель с углом чередования вспышек через 360 градусов не был лишен недостатков, но обладал множеством преимуществ в отношении увеличения мощности по сравнению с одноцилиндровым. Главное преимущество скорее связано с конструктивными ограничениями одноцилиндровых двигателей, а не с самой задачей уравновешивания.

Четырехтактный рядный двухцилиндровый двигатель с чередованием вспышек через 180 градусов [ править | править код ]

Четырехтактный рядный двухцилиндровый двигатель с чередованием вспышек через 180 градусов

Альтернативой рядному двухцилиндровому двигателю с коленчатым валом, обеспечивающим чередование вспышек через 360 градусов, может служить двигатель, пальцы кривошипа которого выполнены раздельно и располагаются через 180 градусов. При такой схеме неуравновешенные силы первого порядка сводятся к минимуму. На первый взгляд, такой двигатель намного лучше, чем тот, у которого вспышки чередуются через 360 градусов, и на современных конструкциях используется именно такая схема.

Один недостаток такого коленчатого вала в том, что в пределах двух оборотов рабочие хода следуют неравномерно, а другой в том, что он образуют так называемую «качающуюся пару». Этот эффект со странным названием проявляется на двигателях всевозможных конструкций, число цилиндров которых превышает один, за исключением V-образного двухцилиндрового двигателя.

Представьте воздействие на коленчатый вал в момент вспышки в одном из цилиндров: по мере движения поршня вниз давление на эту сторону коленчатого вала возрастает, и у него появляется стремление «накрениться» на одну из сторон. Когда воспламенение происходит во втором цилиндре, воздействие на коленчатый вал повторяется, «накреняя» его на другую сторону. Единственный способ, позволяющий избежать этого, заключается в том. чтобы расположить оба кривошипных пальца в одной и той же плоскости, но в рядном двухцилиндровом двигателе это физически невозможно.

Если сравнить две этих схемы, можно обнаружить, что чередование вспышек как через 360 градусов, так и через 180 имеет свои собственные преимущества и недостатки, исходя из чего невозможно сказать, какая из схем лучше. Чтобы еще больше облегчить задачу уравновешивания, необходимо большее количество цилиндров.

Двухтактный рядный двухцилиндровый двигатель [ править | править код ]

Почти все двигатели, работающие по двухтактному циклу, работают по одной и той же схеме, в которой используется коленчатый вал с расположением шатунных шеек под углом 180 градусов.

У таких двигателей по сравнению с четырехтактными аналогичной схемы меньше недостатков. Это связано с тем, что вспышка в каждом цилиндре происходит после одного целого оборота коленчатого вала, и, следовательно, в данном случае отсутствует неравномерность вспышек, обнаруженная в четырехтактном двигателе. Однако неприятный эффект «качающейся пары» все еще велик, и при более высоких частотах вращения, обычно присущих двухтактным двигателям, неуравновешенные силы могут проявиться в виде довольно навязчивого уровня вибраций. Эта проблема осложняется тем, что двухцилиндровым двухтактным двигателям необходимы отдельные кривошипные камеры, что означает наличие центрального коренного подшипника и сальников. В итоге коленчатый вал получается шире, чем на аналогичном четырехтактном двигателе. Таким образом, с учетом увеличившегося плеча полученный на шатунных шейках эффект «качающейся пары» возрастает.

Четырехтактный V-образный двухцилиндровый двигатель [ править | править код ]

Четырехтактный V-образный двухцилиндровый двигатель

Возраст идеи V-образного двухцилиндрового двигателя сравним с возрастом самого мотоцикла. Тот факт, что на сегодняшний день она все еще жива, служит доказательством ее разумности.

Поперечное расположениеV-образного двухцилиндрового двигателя успешно применяется в течение многих лет компанией Moto Guzzi, такой двигатель легко располагается в раме и имеет превосходное охлаждение, поскольку обе головки обдуваются встречным потоком воздуха. Кроме того, такая конструкция оптимальна с точки зрения использования карданного вала.

Двухтактный V-образный двухцилиндровый двигатель [ править | править код ]

Двухтактный V-образный двухцилиндровый двигатель

Двигатель с двумя горизонтальными противолежащими цилиндрами (двухцилиндровый оппозитный двигатель) [ править | править код ]

Четырехтактный двухцилиндровый оппозитный двигатель

Двухцилиндровый оппозитный двигатель предлагает почти идеальное решение задачи уравновешивания, которая затрагивалась в конструкциях, рассмотренных ранее. Если оба поршня перемещаются одновременно в противоположных направлениях неуравновешенные силы первого порядка от поршня и шатуна одного цилиндра компенсируются другим. Но, так как приходится применять две шатунные шейки вместо одной, между двумя этими цилиндрами возникает эффект «качающейся пары», однако возникающий в итоге уровень вибраций обычно небольшой.

Трехцилиндровые двигатели [ править | править код ]

Рядный трехцилиндровый двигатель [ править | править код ]

Четырехтактный трехцилиндровый рядный двигатель с чередованием вспышек через 120 градусов

Читайте также:  Движение 2 тактного двигателя

Четырехтактный трехцилиндровый рядный двигатель с чередованием вспышек через 360/180 градусов

Рядный трехцилиндровый двигатель, установленный поперечно, в действительности представляет собой развитие конструкции рядного двухцилиндрового в попытке обрести компромисс между проблемами вибрации последнего и шириной четырехцилиндрового двигателя. В особенности это относится к двухтактным двигателям, кривошипные камеры которых становятся чрезмерно широкими в трехцилиндровом варианте, а в четырехцилиндровом он был бы безусловно громоздким.

Двухтактный трехцилиндровый двигатель был фаворитом фирм в 70-х, тому есть множество примеров среди мотоциклов компаний Suzuki и Kawasaki. Оба этих изготовителя даже решились на создание двухтактных двигателей объемом 750 куб. см; GT 750 с водяным охлаждением от компании Suzuki и КН 750 от Kawasaki.

Шатунные шейки коленчатого вала располагались между собой под углом 120 градусов, и силы первого порядка были достаточно хорошо сбалансированы, но из-за сложного эффекта «качающейся пары» (скорее, «качающейся тройни»), они прославились высоким уровнем высокочастотной вибрации, особенно, если агрегат был недостаточно хорошо изолирован от рамы резиновыми подушками.

Triumph осталась верна трехцилиндровому двигателю, многие модели этой компании отличаются рядным трехцилиндровьм двигателем поперечного расположения. Однако, по мнению большинства изготовителей, у трехцилиндрового двигателя есть небольшое преимущество по сравнению с рядным четырехцилиндровым, он представляет собой превосходный компромисс между низкооборотным двухцилиндровым двигателем и четырехцилиндровым с его запредельной мощностью.

Рядный трехцилиндровый двигатель горизонтального расположения [ править | править код ]

Трехцилиндровый V-образный двухтактный двигатель [ править | править код ]

Двухтактный V-образный трехцилиндровый двигатель

Четырехцилиндровые двигатели [ править | править код ]

Рядный четырехцилиндровый двигатель [ править | править код ]

Рядный четырехцилиндровый двигатель

Устанавливаемый поперечно рядный четырехцилиндровый двигатель в своей основе заключает две двухцилиндровых, объединенных между собой общим картером со смещением шатунных шеек коленчатых валов на 180 градусов. В большинстве двигателей такого типа коленчатый вал устроен так, чтобы два центральных поршня двигались вверх и вниз вместе, со смешением на 180 градусов относительно двух других поршней. Хотя коленчатый вал неизбежно получается длинным из-за необходимости разместить коренные подшипники и четыре шатуна, его диаметр не должен быть большим. Это связано с тем, что рабочие хода происходят относительно часто, один за каждый полуоборот коленчатого вала, следовательно, потребность в больших маховиках для поддержания движения отпадает.

Также важен небольшой размер и вес поршней и шатунов, отражающийся в невысоких значениях сил первого порядка от каждого цилиндра в отдельности. Распределение сил получается более равномерным, чем в одно-, двух- или трехцилиндровом двигателе. За счет хорошей уравновешенности коленчатого вала и относительно небольшого диаметра маховиков четырехцилиндровый двигатель об падает достаточно небольшим ходом поршня, поэтому он динамичен и может предназначаться для работы с достаточно высокими частотами вращения двигателя. Это получило одобрение в рядах как потребителей, так и производителей. Единственными существенными проблемами, помимо соображений явной сложности конструкции, являются длина коленчатого вала и неизбежная высокочастотная вибрация, вызванная силами второго порядка и эффектом «качающейся пары». Хотя этого не избежать, но силы невелики, и уровень вибрации лишь немного превышает порог раздражения. В большинстве случаев она может быть снижена благодаря грамотной конструкции рамы, опор двигателя и всех окружающих двигатель узлов. Чтобы уменьшить ширину картера, некоторые производители, ранее устанавливавшие генератор на одной из цапф коленчатого вала, обратились к схеме его расположения над картером с цепным или шестеренчатым приводом от коленчатого вала. Сейчас, когда небольшие приборы электронного зажигания сменили механизмы ограничения оборотов и контактные прерыватели с механическим регулятором опережения (которые обычно устанавливались на противоположной генератору цапфе коленчатого вала), ширина картера на нtкоторых двигателях стала меньше ширины блока цилиндров.

Также можно установить двигатель в раме не поперечно, а продольно, как на традиционном автомобиле с задним приводом. Существуют примеры такой конструкции в продукции компаний Brough Superior, Wilkinson. Henderson и Indian, но удлинение силового агрегата и, следовательно, колесной базы со многих точек зрения неприемлемо.

Рядный четырехцилиндровый двигатель горизонтального расположения [ править | править код ]

Рядный четырехцилиндровый двигатель горизонтального расположения

Двигатель с четырьмя противолежащими цилиндрами горизонтального расположения (четырехцилиндровый оппозитный двигатель) [ править | править код ]

Четырехцилиндровый оппозитный двигатель

Четырехцилиндровый двигатель с квадратным расположением цилиндров [ править | править код ]

Четырехцилиндровый двигатель с квадратным расположением цилиндров

V-образный четырехцилиндровый двигатель [ править | править код ]

Четырехтактный V-образный четырехцилиндровый двигатель

Как и в случае V- образных двухцилиндровых двигателей, оптимальный угол развала блоков составляет 90 градусов, но могут применяться и меньшие углы развала.

Хотя данный двигатель сложен с точки зрения обслуживания и дорог с точки зрения производства, V-образные четырехцилиндровые двигатели прославились благодаря широкому использованию в модельном ряде VFR компании Honda и достигли успеха в гонках в качестве силового агрегата мотоциклов RC 30 и RC 45. Другими знаменательными примерами использования V-образных четырехцилиндровых двигателей стали: модель V-Max объемом 1200 куб.см. компании Yamaha, двухтактный RD 500 той же компании, ну и, конечно, двухтактные V-образные четырехцилиндровые двигатели, использованные в соревнованиях класса Grand Prix. Конечно, наиболее совершенным V-o6paзными четырехцилиндровым двигателем с точки зрения технологии должен быть двигатель модели NR 750, выпущенной в ограниченном количестве компанией Honda. Применив технологию производства и материалы авиационной промышленности, компания Honda разработала V-обраэный четырехцилиндровый двигатель с овальными поршнями и 32-мя клапанами.

Более четырех цилиндров [ править | править код ]

V-образный пятиципиндровый двигатель [ править | править код ]

С появлением четырехтактных двигателей в соревнованиях класса Gran Prix в 2002 году производители обратили свое внимание на разработку машин, согласующихся с всевозможными ограничениями веса и размеров. Для себя компания Honda сделала вывод, что V-образный пятицилиндровый двигатель служит идеальной схемой, отвечающей этим ограничениям. Этот двигатель с тремя цилиндрами, расположенными спереди, и двумя сзади, с поперечным расположением коленчатого вала в раме, подобен старому V-образному трехцилиндровому двухтактному двигателю и чрезвычайно компактен. Это не первый пятицилиндровый мотоциклетный двигатель (при том они очень популярны в автомобильной отрасли). Еще в 1965 году компания Honda (впервые) создала рядный пятиципиндровый двухтактный двигатель, способный развивать частоту 20.000 оборотов в минуту.

Рядный шестицилиндровый двигатель [ править | править код ]

Рядный шестицилиндровый двигатель

Наиболее известным среди шестицилиндровых мотоциклов является модель СВХ 1000 компании Honda. Компания Kawasaki тоже испробовала рядный шестицилиндровый двигатель на модели Z 1300, которая изначально разрабатывалась, как туристическая машина и отличалась жидкостным охлаждением и карданной передачей. Среди европейских производителей только компания Benelli применила рядный шестицилиндровый двигатель для исследования его возможностей на своей 750 кубовой модели Sei которая стала первой серийной моделью.

Шестицилиндровый двигатель с противолежащим (горизонтальным) расположением цилиндров (оппозитный шестицилиндровый двигатель) [ править | править код ]

В 1988 году компания Honda продолжила развитие своего оппозитного четырахцилиндрового двигателя объемом 1200 куб.см., добавив к нему еще два цилиндра и соответствующие им 300 куб.см. Получившийся в результате двигатель объемом 1500 куб.см. применялся на моделях Gold Wing до 2001 года, когда его объем еще раз увеличили до 1800 куб.см. Подобно своему предшественнику, скорее всего, такой двигатель единственный представитель такой компоновки среди мотоциклов.

V-образный восьмицилиндровый двигатель [ править | править код ]

Несомненно, V-образный восьмицилиндровый двигатель это уже крайность, они были чрезвычайно популярны в качестве автомобильных двигателей на протяжении ряда лет за равномерность работы и высокую мощность, но, по вине своих размеров и сложности, редко встречаются на серийных мотоциклах. Модель V-8 Nemesis компании Norton представляет собой самую позднюю разработку в этом направлении.

Подобно большинству идей, V-образный восьмицилиндровый двигатель уже был опробован на мотоцикле компанией Moto Guzzi. Она среди немногих добилась успеха в реализации данной схемы, выпустив в 1955 году опережавший свое время двигатель объемом 500куб.см., картер которого даже изготавливали из магния. К сожалению, рама и шины были недостаточно хороши для двигателя и мотоцикла, страдавшего плохой управляемостью. Его последний лучший результат был зафиксирован на гонках 1957 года, когда он достиг невероятной скорости 178 миль в час в гонках «Masta» по прямой, в местечке Спа в Бельгии.

Источник

Ответы на популярные вопросы
Adblock
detector