Фэндом


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.
Honda-shadow-spirit-04.jpg

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").


Guzzi vw.gif

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.

Функция двигателяПравить

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 двигателяПравить

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.

Поршень связан с коленчатым валом шатуном, и его перемещение вверх и вниз (возвратно- поступательное движение) преобразуется во вращение коленчатого вала, необходимое для приведения в действие заднего колеса и. следовательно, движения машины. Различие в двигателях заключается в том, что в двухтактном эти четыре процесса происходят в течение двух ходов поршня (один вверх, один вниз), в то время как в четырехтактном они полностью выполнятся за четыре хода поршня. Исключением по отношению к традиционным двух-и четырехтактным конструкциям является роторный двигатель (РПД)

Два такта или четыре?Править

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.

Четырехтактный двигатель традиционно применялся на больших машинах из-за его замечательной характеристики мощности и топливной экономичности. Его главным недостатком была высокая себестоимость производства и относительная сложность, что делает его не лучшим вариантом для двигателей небольшого объема. По мере того, как качество двухтактных двигателей улучшалось, то же происходило и с четырехтактными. Со временем функциональные различия между каждым типом стерлись; небольшие четырехтактники стали столь же часто применяться, как и большие двухтактники. В итоге двухтактный и четырехтактный двигатели могут рассматриваться как два средства для достижения одной и той же цели, а именно - приведения в движение транспортного средства. У каждого из них есть свои сторонники и противники, и это отражено в каталогах изготовителей, которые для определенных категорий часто предлагают варианты исполнения очень схожих моделей с двух- и четырехтактными двигателями, оставляя выбор на совести предполагаемого владельца. До недавнего времени было достаточно легко посмотреть на определенный тип двигателя и определить его положительные и отрицательные стороны. Сейчас уровень технологии, применяемой при проектировании и производстве двигателей, привел к ситуации, когда почти любой недостаток конструкции может быть устранен на стадии проектирования, хотя часто это происходит за счет простоты.


Основные принципы действияПравить

Цилиндр и поршеньПравить

Cilindr i porchen.png

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.

  1. Смесь топлива с необходимым количеством воздуха подается в надпоршневое пространства цилиндра. Поршень с поршневыми кольцами, которые служат для предотвращения протечек смеси и выступают вокруг него таким образом, чтобы уплотнить зазор между поршнем и цилиндром двигателя, двигается вверх и сжимает смесь.
  2. На данном этапе топливовоздушная смесь занимает намного меньший объем, чем это было при атмосферном давлении. При этом эффективно сосредотачивается энергия, содержащаяся в топливе, или позволяет извлечь максимальную энергию при его сгорании.
  3. В соответствующий момент между электродами свечи зажигания проскакивает искра, воспламеняя смесь. Сгорание происходит очень быстро, и в некотором приближении его можно рассматривать как управляемый взрыв. В результате горения газы резко повышают давление в цилиндре, заставляя поршень двигаться вниз под воздействием гораздо большего количества энергии, чем требовалось для первоначального сжатия смеси.


Коленчатый валПравить

120px-Cshaft.gif

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 маховик, 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 го¬ловки 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 двигателяПравить

Под фазами газораспределения двигателя понимает отрезок времени, отводимый на каждый процесс: наполнения, сжатия, рабочего хода и выпуска. Фазы газораспределения наиболее часто упоминаются в углах поворота коленчатого вала, связанных с положением поршня в цилиндре с указанием направления его движения вверх или вниз. Положение поршня, когда он находится в самой верхней точке цилиндра, называют верхней мертвой точкой (BMT). Положение поршня, когда он находится в самой нижней точке цилиндра, называют нижней мертвой точкой(НМТ). Когда он находится в промежуточном положении, то принято определять положение поршня по средствам числа градусов до или после BMT или НМТ. и эти сокращения выглядят так: "до ВМТ", "после ВМТ", "до НМТ" и "после HMT". Когда положение поршня определяется как "после ВМТ" или "до НМТ",это значит, что он движется вниз. Когда положение поршня определяется как "посла НМТ" или "до ВМТ", это значит, что он движется вверх Исходя из этого, может быть отмечено, что 90 после ВМТ соответствует 90 до НМТ. Аналогично, 190 до ВМТ фактически соответствует НМТ. С целью предотвращения путаницы, для описания фаз газораспределения один поворот коленчатого вала двигателя разбит на четыре сектора по 90 градусов, а не на два по 180 или один по 360 градусов. Первые 90 градусов поворота коленчатого вала (от 1 до 90 ) - от 1 до 90 после ВМТ. Вторые 90 (от 91 до 190) - от 1 до 90 до НМТ, третий сектор в 90 градусов(от 191 до 270)-от 1 до 90 после НМТ, четвертые 90 градусов (от 271 до 360) - от 1 до 90 до ВМТ.

Двухтактный двигательПравить

Основная статья: Двухтактный двигатель

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 двигательПравить

Основная статья: Четырехтактный двигатель

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).

Конструкция двигателя - вибрация и значение уравновешенностиПравить

Основная статья: Вибрация и значение уравновешенности

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

Диаметр и ходПравить

Основная статья: Диаметр и ход

Перед разработчиком двигателей всегда стояла сложная задача. По существу, двигатель должен быть максимально простым, а, следовательно, дешевым в производстве и надежным в эксплуатации. Такой подход был оправдан в послевоенные годы, когда низкая стоимость была главной чертой любого мотоцикла и служила основной причиной популярности одноцилиндрового двигателя на протяжении многих лет. В то время как те же требования остаются сегодня актуальными для внедорожных мотоциклов и мопедов, сущность мотоцикла в основном изменилась. Хотя многие используют его в качестве основного транспорта, это уже не говорит о том. что главные требования - дешевизна и надежность. Характеристики - вот главные требования среднего мотоциклиста на сегодняшний день.

Наиболее очевидным способом добиться повышения мощности любого двигателя является увеличение его объема. Однако, обычно существовали достаточно серьезные основания для сосредоточения внимания на получении большей мощности от двигателя заданной размерности. Главное из них связано с тем. что во многих странах существует закон, ограничивающий максимальный объем для водителей с определенным возрастом или опытом вождения. Паже, там где законодательство менее жесткое, стоимость страхования возрастает пропорционально объему двигателя, образуя тем самым добровольное ограничение объема для большинства людей. Не менее важна проблема, поставленная перед изготовителем, которому надо убедить потребителя, что его четырехцилиндровый двигатель объемом 600 куб.см. превосходит других, а лучший способ доказать это - сделать его так, чтобы скорость, динамика и внешний вид были лучше, чем у конкурентов. Существуют факторы, которые влияют на то, как будет получена мощность от двигателя, в первую очередь к этим факторам относят диаметр цилиндра и ход поршня. Для любого заданного рабочего объема цилиндра существует множество комбинаций диаметра цилиндра и хода поршня. Можно условиться, что в нашей теоретической модели двигателя диаметр цилиндра равен ходу поршня. Данная схема носит название "квадратной". Если увеличить ход и уменьшить диаметр до получения заданного объема двигателя, то полученная схема будет носить название "длинноходной", в то время как в другом предельном варианте может использоваться большой диаметр в комбинации с небольшим ходом для получения так называемой "короткоходной" схемы двигателя. Прежде чем продолжить, следует рассмотреть два важных термина - эффективная мощность и крутящий момент.

Эффективная мощность - величина, применяемая для определения мощности, вырабатываемой двигателем при любой заданной частоте вращения.

Крутящий момент - наиболее простое определение можно представить в виде "тяговой мощности" двигателя.

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

Схемы двигателей Править

Основная статья:Схемы двигателей

Роторный двигательПравить

Основная статья: Роторный двигатель

Ро́торно-поршневой двигатель внутреннего сгорания (РПД, двигатель Ванкеля) - в отличии, от обычного поршневого двигателя роторный не совершает возвратно поступательных движений, а просто крутится, следовательно и затраты на остановку в верхних и нижних мертвых точках нет. Благодаря этому свойству двигатель Ванкеля высокооборотистый.

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.

Обнаружено использование расширения AdBlock.


Викия — это свободный ресурс, который существует и развивается за счёт рекламы. Для блокирующих рекламу пользователей мы предоставляем модифицированную версию сайта.

Викия не будет доступна для последующих модификаций. Если вы желаете продолжать работать со страницей, то, пожалуйста, отключите расширение для блокировки рекламы.

Также на Фэндоме

Случайная вики