Слабый мотор

Слабый мотор

Обзор двигателей на авто, мото, водной и садовой технике в помощь при выборе, эксплуатации и ремонте моторов

Слабые места и недостатки двигателя мотоцикла Днепр

Двигатель мотоцикла «Днепр» — бензиновый, карбюраторный, двухцилиндровый, четырехтактный, с оппозитным расположением цилиндров (под углом 180°). Конструкции двигателей и коробок передач мотоциклов «Днепр» и «Урал» во многом схожи. Из деталей и узлов силовых агрегатов взаимозаменяемыми являются: карбюраторы, компрессионные и маслосъемные поршневые кольца, втулки верхних головок шатунов, поршневые пальцы со стопорными кольцами, пружины клапанов и их тарелки. Днепровские поршни большей высоты и их для установки в ураловский мотор надо укорачивать чуть ниже нижнего маслосъемного кольца. Все детали и сборочные единицы из спецификации сцепления взаимозаменяемые, за исключением маховиков.

В коробках передач обоих агрегатах унифицированы ведомые шестерни, шестерни привода спидометров, в том числе, подшипники. Силовые агрегаты или моторы и коробки передач по раздельности, полностью взаимозаменяемые. Из электрооборудования одинаковыми являются следующие комплектующие: генератор, реле-регулятор, прерыватель с автоматом опережения, катушку зажигания.

Технические характеристики двигателей мотоциклов «ДНЕПР»

Слабые места двигателя мотоцикла «Днепр»

Контактное зажигание. Большинство владельцев указывало на то, что существуют проблемы с зажиганием. Мотор работает неравномерно, перебивается. Проблема решается установкой электронного зажигания.

КПП. По отзывам некоторых владельцев, коробка переключения передач не отличается высокой надежностью, но в большей степени проблемы связаны с неправильной эксплуатацией и несвоевременным обслуживанием.

Причины и решения наиболее частых неисправностей возникающих в коробке передач:

• Сложное переключение передач — часто из-за низкого уровня масла в коробке передач. Даже небольшой дефект может привести к проблемам с переключением передач. Масло отвечает за смазывание всех частей коробки, но следует помнить, что через некоторое время оно теряет свои смазывающие свойства. В этом случае замените масло немедленно.
• Шлифование при переключении передач — как правило, является результатом заедания или износа синхронизаторов — металлических колец, размещенных на главном валу редуктора, которые должны выровнять частоту вращения зубчатых колес. Именно синхронизаторы отвечают за плавную активацию передач. Каждая шестерня имеет свой собственный синхронизатор.
• Шумная работа коробки передач — наиболее распространенная причина — износ подшипника или зубчатых колес. Это не следует недооценивать, так как повреждение подшипников может даже привести к разрыву корпуса.

Поршни. Слабость поршней заключается в прогорании днища. При 5-10 минут работы двигателя с углом опережения зажигания более 45°. При перегреве двигатель начинает работать с повышенным шумом, потерей мощности и не глохнет при отключении зажигания (в следствие перегрева происходит калильное зажигание). Для исключения прогорания поршней необходимо установить угол опережения в рамках 32—36° до верхней мертвой точки поршня.

Наиболее частые проблемы моторов мотоциклов «Днепр»:

Двигатель не запускается.

• Система подачи топлива засорена;
• Свечи зажигания вышли из строя (отложения углерода и т. д.);
• Недостаточная компрессия в цилиндрах (зазор клапанов, кольца и т. д.);
• Блок питания работает с перебоями;
• Неравномерная подача топлива;
• Вода в двигателе или топливо;
• Забиты жиклеры;
• Неисправные свечи зажигания;
• Целостность проводки нарушена;
• Топливно-воздушная смесь слишком обогащена.

Стук в двигателе.

• Требуется отрегулировать зажигание;
• Перегрев;
• Проблемы с поршнями и кольцами (свободная посадка и т. д.).

Недостатки двигателя

У двигателя «Днепра» в отличие от двигателя «Урала» есть несколько критических недостатков:

• Отсутствие масляного фильтра в двигателе, не обеспечивает очистку масла в системе смазки;
• Имеет воздушное охлаждение. Часто, такого охлаждения для обеспечения заданного температурного режима может не хватать, особенно в условиях бездорожья.
• Предрасположен к перегреву. Требует постоянного контроля уровня масла, которое он любит расходовать или «выплевывать» в сапун;
• По конструктивным решениям «днепровский» двигатель имеет ряд недоработок. Суть заключается в том, что по непонятным причинам масляного фильтра в двигателе нет, взамен неё стоит так называемая центрифуга (центробежный фильтр). При применении центробежным масляных фильтров в двигателях автомобилей их устанавливают после фильтров грубой очистки масла, где они выполняют роль фильтров тонкой очистки. Если коротко и понятно — это деталь круглой формы, которая стоит в двигателе, она вращается и в нее попадает масло, там по задумке инженеров и законам физики, вся грязь по инерции должна оставаться на стенках этой центрифуги и отфильтрованное чистое масло должно подаваться дальше масляную систему. На практике, некоторая часть грязи все же попадает в систему смазки, сокращая срок службы двигателя. Так как масляные каналы забиваются, в частности в самом коленчатом вале, препятствуя попаданию масла к вкладышам коленвала и все это чревато критическими поломками. Масляная система «Днепра» нуждается в доработке, что и делают мотовладельцы самостоятельно, иначе вас просто ждет проворачивание вкладышей коленвала. В связи с чем, масло в движке рекомендуется заменять чаще;
• Также, по сообщениям владельцев, бывают производственные дефекты в виде зазора между передней крышкой двигателя и коленвалом. Данный дефект приводит к отводу большей части масла в поддон, соответственно к вкладышам коленвала его поступает меньше;
• Коробка передач не отличается превосходной мягкостью и четкостью переключений передач. Надо очень аккуратно переключать передачи, иначе можно просто не заметив с одной скорости перещелкнуть на другую;
• Нельзя не отметить и такой важный недостаток в наше время как относительно большой расход топлива. Если не доработать систему питания это будет «бить по карману», так как во времена в СССР, когда топливо стоило действительно копейки, такие мелочи как расход бензина вообще мало кого волновали;
• Требует частого обслуживания. Моторы мотоциклов «Днепр» требуют более частого технического обслуживания в отличие от автомобильных моторов. Список работ, которые необходимо выполнить при ТО мотора: проверка и регулировка клапанов (тепловых зазоров), замена моторного масла и масляного фильтра, контроль состояния свечей зажигания;
• Сложность в обслуживании и достаточно низкая надежность всей системы будут являться основными недостатками данного двигателя;
• Редукционный клапан, установленный в насосе, находящийся в картере выше уровня масла, само заполнение маслом не представляется возможным в случае засорения, т.к. клапан не плотно прилегает к седлу. Очистка клапана занимает много времени, поскольку она также включает в себя разборку двигателя;
• Более того, он имеет на выходе относительно небольшие показатели: 26 и 32 лошадиных силы, в зависимости от модели ДВС;
• Кроме того, двигатель часто страдает от слишком плотной посадки штифтов в поршне, что приводит к перегреву цилиндров и головок.

История создания мотоцикла

Время создания мотоциклов пришлось на тот же самый период, когда был изобретен первый автомобиль. История создания мотоцикла началась в мастерской Готлиба Даймлера, который в 1885 году изобрел подобие будущего мотоцикла.

Первый мотоцикл

Первый мотоцикл был похож на велосипед с мотором. Рама мотоцикла, равно как и колеса были изготовлены из дерева, при этом колес у первого мотоцикла было четыре, а вместо резиновых покрышек, колеса были «обуты» в железо. Под сиденьем был расположен двигатель внутреннего сгорания мощностью 0,5 лошадиных сил. В качестве топлива на первом мотоцикле использовался бензин и керосин.

Для того чтобы заработал мотор, нужно было раскалить медную трубку бензиновым нагревателем, которая и воспламеняла бензин. Мотор запускался при помощи заводной рукоятки, и если все шло как надо, то завод двигателя занимал примерно 1 минуту. Первый мотоцикл был примитивным изобретением, но главное дело было сделано – Готлиб Даймлера заложил основные принципы создания первого мотоцикла. Этот изобретатель в первую очередь ;создавал свое творение для того, чтобы на практике посмотреть работу двигателя.

Мотоцикл Гильдебранда и Вольфмюллера в массовом производстве

История создания мотоцикла продолжилась тогда, когда два мастера Гильдебранд и Вольфмюллер изобрели мотоцикл собственной конструкции и запустили его в массовое производство. Это произошло в 1894 году. Спустя некоторое время мотоцикл стал продаваться в ряде европейских стран, но успех сменился провалом, так как конструкция мотоцикла оказалась неудачной, и в 1898 году производство мотоциклов было свернуто.

Легкие мотоциклы Вайнеров

В это же время в Париже братья Вернеры наладили успешную торговлю мотоциклов легкой конструкции. Этот мотоцикл представлял собой велосипед с небольшим двигателем, который устанавливался над рулем. Однако по той причине, что история создания мотоцикла в тот период развивалась достаточно медленно, велосипед с мотором приводили в движение при помощи ремня, и ни о каком другом заводе мотора не было и речи.

Создание более совершенного мотоцикла Лаурином и Клементо

Еще одна конструкция мотоцикла была создана в 1898 году чешскими изобретателями Лаурином и Клементо. Их конструкция походила на более совершенный мотоцикл. Двигатель в этой конструкции располагался в центре рамы и снабжался зажиганием от магнето. Интересен тот факт, что Чехи также как и другие изобретатели разрабатывали свои мотоциклы приблизительно одной и той же конструкции конструкции в независимости друг о друга. Однако в 30- годы ХХ столетия история создания первого мотоцикла вышла на новый уровень.

В эти годы мотоциклы наравне с автомобилями стали появляться не только в Европе, но и Америке, и стали занимать достаточно заметные места в жизни горожан и фермеров. Оба средства для передвижения были популярными, с той разницей, что на автомобилях ездили более обеспеченные, а на мотоциклах менее обеспеченные граждане.

Популярность мотоциклов ДКВ-140

К примеру, в Германии большой популярностью пользовался мотоцикл «ДКВ 140», который был выпущен в 1922 году компанией «Расмуссен АГ». Это мотоцикл заработал свою популярность благодаря пробегу по стране, а также благодаря тому, что завести мотоцикл можно было нажатием на ножной рычаг.

Первые мотоциклы BMW

Годом позже выпустила свой мотоцикл и компания BMW, которая в то время занималась производством авиационных двигателей. Первая модель компании имела обозначение «R42», но уже тогда в свой первый мотоцикл производители вложили такие будущие черты, которые проявились в последующие годы. На мотоциклах этого производителя позже было достигнуто много спортивных рекордов в классе мотоциклов с прицепной коляской. Кроме того на мотоцикле BMW в 1929 году был установлен мировой рекорд по скорости. Однако в1937 году рекорд был улучшен до 279,5 км/ч

История создания мотоцикла продолжалась, и это сказалось на популярности такого мотоцикла как «Чехия». В Германии этот мотоцикл продавался под названием «Бомерланд». Двойное название мотоцикла было обусловлено расположением мотоцикла на границе двух стран. Мотоцикл привлекал покупателей своей необычной длиной. На том мотоцикле могли ездить три человека, усевшись друг за другом. Колесные диски мотоцикла походили на автомобильные. Спереди на мотоцикле устанавливалась большая фара, а топливные баки устанавливались сзади. Мощность двигателя этого необычного мотоцикла составляла 16 лошадиных сил. Что касается коробки передач, то она была трехступенчатой, а переключать скорости можно было при помощи длинного рычага. Мотоцикл весил 180 кг, и выглядел настоящим «железным конем», в особенности, если сравнивать его с мотоциклами-велосипедами.

Первые Американские мотоциклы

В 1928 году история создания первого мотоцикла может записать в свои анналы еще две интересные модели, которые были выпущены в Америке. Первая модель называлась «Индиан Принц» и выпускалась на заводе в Спригфилде. Эта модель отражала состояние промышленности страны на тот период. Вторая модель выпускалась на заводе «Дуглас» и называлась «Дуглас ДД». Этот мотоцикл стал известным благодаря своим спортивным победам.

Залогом успеха участия в спортивных соревнованиях был двухцилиндровый двигатель, который оснащался механизмом верхнеклапанного газораспределения. Кроме этого двигатель оснащался распределительным валом и поршнями, которые вращались в противоположные стороны. Мощность силовой установки составляла 35 лошадиных сил. Мотоцикл мог развивать скорость до 153 км/ч. С прицепной коляской, эти показатели, безусловно, уменьшались.

Мотоциклы в наше время

Сегодня большой популярностью пользуются мотоциклы под брендом “Харлей-Дэвидсон”. Еще в далеком 1907 году продукцией Вильяма Харлей и Артура Дэвидсона пользовалась полиция Америки. В 1930 году изобретатели представляли на суд публики результат многолетних исследований. В истории создания первого мотоцикла появилась еще одни модель “Харлей-Дэвидсон 750”. Уже тогда мотоцикл отличался своей комбинированной окраской, и головными фарами, которые были прикреплены на руле.

Все перечисленные модели мотоциклов – это история создания мотоцикла, которая отражается с 1880 по 1930 годы, так как в это период все производители смогли сформировать основные принципы конструкции такого средства передвижения как мотоциклы. Конкуренция именитых марок началась намного больше, и каждый из производителей претендует на звание лучшего.

Возрождение двухтактного двигателя в мотоцикле: вымысел или реальность?

Как прямой впрыск поможет экономить топливо в двухтактном двигателе мотоцикла

Редакцию журнала Zap-Online.ru уже не раз упрекали, что тема мотоциклов и мотоспорта обходится стороной на страницах журнала. Исправляемся. Тему выбрали актуальную, экологическую, обсуждаемую, о совершенствовании двухтактного двигателя для мотоцикла, а точнее о повышении его производительности и «озеленении». Катализатором возрождения двухтактников в «двухколесном друге» может быть новая технология прямого впрыска в камеру сгорания двухтактного движка. О попытках сделать то же самое, только для автомобилей, читайте здесь.

Планы компаний

Husqvarna AB (шведский производитель пил, газонокосилок, садового оборудования, инструмента для резки камня, техники для строительства) заявила, что в ближайших планах стоит проектировка высокотехнологичного двухтактного двигателя для мотоцикла с прямым впрыском. В KTM Sportmotorcycle AG (австрийский производитель мотоциклов) заявили, что компания тестирует двухтактник с прямым впрыском, и готовы к его серийному производству, если возникнет спрос. Другие производители мотоциклов подхватили идею двухтактников, объявив, что при появлении на рынке конкурентоспособного двухтактного двигателя, четырехтактники в их моделях не будут составлять 100 %. Неужели двухтактный двигатель для мотоцикла на пороге возрождения?

Почему двухтактники не ставят в мотоциклы?

Двухтактные двигатели ушли из мира мотоциклов из-за большого содержания углеводородов, окиси углеродов в выхлопных газах и большого расхода топлива. Вначале их прекратили выпускать Honda. Затем гоночные организации изменили правила, запретив двухтактные моторы в спортивных мотоциклах, участвовавших в соревнованиях. Четырехтактные двигатели, за немногими исключениями, полностью завоевали рынок внедорожных мотоциклов.

отличия работы двухтактника от четырехтактника

Но за это пришлось платить. Новые четырехтактные движки для гоночных мотоциклов оказались дороже и требовали большего трудоемкого ухода, чем двухтактные мото-двигатели. Недостатком четырехтактного движка в мотоцикле был громкий, раздражающий мотогонщиков звук. По словам мотогонщиков, двухтактные движки в «железных конях» им нравились больше.
Производители снегоходов и гидроциклов пытались перейти на четырехтактные моторы, но встретили сопротивление клиентов, которые были против более тяжелых и дорогих силовых установок. Снегоходы изрядно пополневшие в весе из-за габаритного и тяжелого четырехтактника, зачастую проваливались в не утрамбованном снегу под собственным весом. Пилоту приходилось откапывать из снега зарывшийся снегоход и выбирать уже наезженные снежные поля.
Производители были вынуждены совершенствовать свои двухтактные двигатели с прямым впрыском для снегоходов и гидроциклов, делая их чище не в ущерб мощности. Пример – двухтактный двигатель на снегоходе Ski-Doo E-TEC (ecotech) 800cc RotaxTwin, выдающий 155 лошадиных сил. Его мощность превышает мощность четырехтактного двигателя на BMW S1000RR, нынешнего короля мощности среди литровых движков. Благо, что требования к выбросам в атмосферу снегоходами и гидроциклами ниже, чем требования к мотоциклам.

двухтактный двигатель 800cc Rotax Twin

Описание прямого впрыска в двухтактном двигателе

Прямой впрыск топлива потенциально может резко сократить выбросы двухтактных двигателей. Двухтактные движки, в которых циклы впуска воздуха и выпуска отработанных газов происходят почти одновременно, имеют постоянную нехватку свежего воздуха в камере. Это резко увеличивает выбросы углеводородов, и не экономно расходует топливо за счет утечки части топлива вместе с отработанными газами. Прямой впрыск позволяет впрыскивать топливо в цилиндр, когда поднимающийся поршень закрывает выпускной канал (выпускное окно) не давая выйти свежему воздуху и топливу.

прямой впрыск в двухтактнике

Обычные двухтактники при очень низких нагрузках могут фактически работать на четырех, шести или восьми циклах. Связано это с тем, что при слабой нагрузке дроссельная заслонка открывается не полностью, поэтому свежего воздуха в цилиндр поступает меньше. Из-за малого объема свежего воздуха, в цилиндрах остается много выхлопных газов, так как газы не успевают продуваться в выпускное окно. В этом случае чтобы очистить цилиндр, нужно несколько оборотов коленчатого вала. При таком раскладе в выпускное окно с отработанными выхлопными газами выдувается много топлива. Чтобы уменьшить пустую трату топлива, было бы намного лучше работать при низких нагрузках только с всасываемым воздухом (без потери топлива через выхлоп). При этом впрыск запрограммировать так, чтобы топливо подавалось только в цикл сгорания.
Система прямого впрыска в двухтактнике справилась с описанной проблемой при низких оборотах по-своему:
-выбросы снижаются за счет добавления в систему нейтрализатора выхлопных газов;
-за счет «запоздалого» впрыска топлива, описанного на картинке, на целых 50 процентов сокращает расход топлива.

Другие технологии, которые возможно возродят двухтактник в мотоцикле

20 лет назад Honda представила 250-кубовый двухтактный мотоциклетный двигатель, который использовал «активированное радикальное горение». Это технология, которая уже хорошо изучена автомобильной промышленностью и обозначается аббревиатурой HCCI (Homogeneouschargecompressionignition или Двигатель с воспламенением однородной горючей смеси от сжатия). Процесс воспламенения смеси в таком двигателе не требует искры. Смесь воспламеняется от сжатия поршнем, как в дизельных двигателях, при этом использует бензин, а не дизельное топливо. Принцип HCCI используется в двигателях автомобилей SkyActive-X марки Mazda. В мотоцикле Honda 250 сгорание HCCI происходило примерно при нагрузке на двигатель от 8 до 50 процентов. При этом обычное искровое зажигание использовалось как на верхнем, так и на нижнем конце диапазона нагрузки двигателя. Преимущество было в более стабильном сгорании топливной смеси (без шести – или восьмикратного цикла) и низких выбросах. Те, кто ездил на мотоцикле с таким двухтактным двигателем, отмечали плавный набор скорости как у четырехтактного.

По заявлением Honda, инженеры компании возобновили работы над улучшением технологии для двухтактников.

Выводы

Двухтактный двигатель будущего в мотоцикле рисуется нам таким:

• в нем присутствует одна из доступных технологий прямого впрыска или HCCI;
• установлен катализатор для выхлопных газов;
• применяется система прямой смазки, подающая выверенное количество масла в главные и стержневые подшипники, чтобы минимализировать лишний расход масла.

Сайт о внедорожниках УАЗ, ГАЗ, SUV, CUV, кроссоверах, вездеходах

Двигатель ИМЗ мотоцикла Урал предназначен для преобразования теплоты, выделившейся при сжигании топлива, в механическую работу, необходимую для перемещения мотоцикла. Он состоит из цилиндро-поршневой группы, кривошипно-шатунного механизма, механизма газораспределения и ряда вспомогательных систем.

Двигатель ИМЗ мотоцикла Урал, схема и принцип работы четырехтактного двигателя, устройство двигателя ИМЗ, цилиндро-поршневая группа, кривошипно-шатунный механизм и механизм газораспределения.

На всех мотоциклах Урал Ирбитского мотоциклетного завода установлены четырехтактные, двухцилиндровые, оппозитные (с противолежащими цилиндрами) двигатели воздушного охлаждения.

Принцип работы четырехтактного двигателя мотоцикла Урал.

Несмотря на некоторые конструктивные различия принцип работы всех четырехтактных карбюраторных двигателей одинаков. Рассмотрим работу двигателя и введем основные технические понятия. Возвратно-поступательное движение поршня преобразуется во вращательное движение коленчатого вала с помощью кривошипно-шатунного механизма.

Схема устройства четырехтактного двигателя мотоцикла Урал.

Цилиндр, поршень и головка цилиндра образуют замкнутый объем, в котором протекают рабочие процессы двигателя. Механизм газораспределения обеспечивает своевременный впуск смеси и выпуск отработавших газов в зависимости от положения поршня. Наиболее удаленное положение поршня от оси коленчатого вала называется верхней мертвой точкой (ВМТ), а минимальное удаление поршня от оси коленчатого вала — нижней мертвой точкой (НМТ).

Расстояние между ВМТ и НМТ называется ходом поршня. Объем, освобождаемый поршнем при движении от ВМТ до НМТ, называется рабочим объемом цилиндра и является одной из важных характеристик двигателя. Сумма рабочих объемов цилиндров называется рабочим объемом двигателя. Полость, ограниченная головкой цилиндра, цилиндром и поршнем при положении поршня в ВМТ называется камерой сгорания, а объем полости — объемом камеры сгорания.

Объем, ограниченный головкой цилиндра, цилиндром и поршнем при положении поршня в НМТ, называется полным объемом цилиндра. Полный объем равняется сумме объема камеры сгорания и рабочего объема. Отношение полного объема цилиндра к объему камеры сгорания называется степенью сжатия.

Совокупность процессов, происходящих в цилиндре двигателя, называется рабочим циклом. Часть рабочего цикла, происходящая за один ход поршня, называется тактом. В четырехтактных двигателях рабочий цикл осуществляется за четыре такта или за два оборота коленчатого вала.

Схема и принцип работы четырехтактного двигателя мотоцикла Урал.

При вращении коленчатого вала поршень совершает возвратно-поступательное движение. При движении поршня вниз в цилиндре создается разрежение, впускной клапан при этом открывается, а выпускной остается закрытым. Под действием разрежения в цилиндр поступает рабочая смесь. Осуществляется такт впуска. В НМТ впускной клапан закрывается, а поршень начинает двигаться в ВМТ, сжимая смесь. Происходит такт сжатия.

Вблизи ВМТ горючая смесь воспламеняется, в результате чего давление газов повышается. Под действием газов поршень движется вниз, совершая полезную работу. Этот такт называется рабочим ходом. Когда поршень достигнет НМТ, открывается выпускной клапан. После чего поршень движется вверх, вытесняя из цилиндра продукты сгорания. Этот последний такт, выпуск, заканчивает рабочий цикл четырехтактного двигателя. Далее все процессы повторяются.

Надо заметить, что в реальных двигателях моменты открытия и закрытия клапанов не соответствуют рассмотренным выше. Клапаны открываются несколько ранее, а закрываются несколько позднее соответствующих мертвых точек. При этом за счет использования инерции газового потока улучшается наполнение цилиндров, осуществляется продувка камеры сгорания. Моменты открытия и закрытия клапанов для разных моделей двигателей различны, зависят от многих факторов и уточняются опытным путем.

Устройство двигателя ИМЗ мотоцикла Урал.

Цилиндро-поршневая группа (ЦПГ) предназначена для преобразования тепловой энергии топлива в механическую работу. В ЦПГ входят цилиндр, поршень, поршневые кольца, поршневой палец. Сюда же относится и головка цилиндра, но, поскольку в ней расположены детали механизма газораспределения.

Условия работы деталей ЦПГ очень напряженные. При сгорании топливовоздушной смеси температура пламени достигает 2000-2500 градусов. Большинство металлов не может выдержать такого нагрева, поэтому для нормальной работы двигателя необходимо обеспечить отвод тепла от деталей ЦПГ. В результате охлаждения температура цилиндра и головки составляет лишь 150-250 °С, температура поршня 300-400 °С. Но даже при таких температурах прочность многих металлов снижается. Поэтому очень важно не перегревать и не перегружать двигатель.

Поперечный разрез двигателя ИМЗ мотоцикла Урал.

Поршень совершает в цилиндре возвратно-поступательные движения с довольно большой скоростью (до 20 м/с), поэтому детали ЦПГ необходимо изготовлять из таких материалов, которые имеют малый коэффициент трения и не подвержены большому износу. Кроме того, поршень должен обладать малой массой для уменьшения сил инерции. Необходимо также учитывать плохие условия смазки, так как смазывающие свойства масел при больших температурах ухудшаются.

Рассмотрим конструкцию деталей ЦПГ, исходя из этих противоречивых требований.

Цилиндр отлит из специального чугуна. Внутреннюю поверхность цилиндра, по которой перемещается поршень, при окончательной обработке хонингуют, обрабатывают специальным инструментом — хоном. В результате достигается высокая, почти зеркальная чистота поверхности, в связи с чем ее принято называть «зеркалом цилиндра».

Для уменьшения износа «зеркала» состав чугуна подбирают таким, чтобы он имел повышенную твердость. Для отвода и рассеивания теплоты в окружающую среду снаружи на цилиндре имеются ребра охлаждения. Цилиндры разбивают на группы в зависимости от размера внутреннего диаметра D.

Индекс группы наносится на верхнем торце цилиндра.

Поршень отлит из алюминиевого сплава. Сплав имеет малую плотность и хорошую теплопроводность, вследствие чего поршень получается легким, хорошо охлаждается и не создает больших сил инерции. С чугунным цилиндром повышенной твердости алюминиевый поршень образует хорошую антифрикционную пару, в результате чего уменьшается износ деталей ЦПГ. Однако коэффициент линейного расширения алюминиевого сплава в два раза больше, чем коэффициент линейного расширения чугуна.

К тому же температура поршня примерно вдвое выше температуры цилиндра. Поэтому при перегреве двигателя поршень иногда расширяется настолько, что его заклинивает в цилиндре. Происходит так называемый «прихват». Во избежание «прихвата» следует исключить возможность перегрева двигателя.

Поршень имеет днище, боковую поверхность — юбку и бобышки под поршневой палец. На поршне выполнены четыре канавки под поршневые кольца. В процессе работы верхняя часть поршня нагревается сильнее и расширяется больше, нежели нижняя. Для того, чтобы в рабочем состоянии поршень имел цилиндрическую форму, его изначально делают конусным. То есть диаметр головки поршня, где расположены поршневые кольца, и верхней части юбки меньше нижней части юбки.

При подборе поршня к цилиндру определяющим является наибольший диаметр юбки поршня. Из-за тех же причин поршень делают элипсным в сечении. Большая ось эллипса перпендикулярна оси поршневого пальца. Для предотвращения заклинивания поршня часть металла вокруг торца поршневого пальца снимается, получаются так называемые «холодильники».

Поршни, как и цилиндры, разбивают на группы в зависимости от диаметра юбки Dю, замеренного по большой оси эллипса на расстоянии 13 мм от нижнего торца. Отверстия в поршне, как и поршневой палец, маркируют краской.

Индекс группы поршня выбивают на его днище.

Кроме того, поршни различают по диаметру отверстия под поршневой палец и делят на четыре группы.

Поршневой палец установлен в поршне с натягом 0,045-0,095 мм. Однако при нагревании поршень расширяется больше, чем палец, и последний свободно вращается и в поршне, и в шатуне. Такая посадка поршневого пальца называется «плавающей». За счет плавающей посадки палец изнашивается меньше и более равномерно по всей окружности.

Кривошипно-шатунный механизм двигателя ИМЗ мотоцикла Урал.

Кривошипно-шатунный механизм (КШМ) предназначен для преобразования поступательного движения поршня во вращательное движение коленчатого вала. В КШМ входят коленчатый вал и шатуны. Коленчатый вал состоит из двух коренных шеек, двух шатунных шеек и трех щек. Передняя и задняя коренные шейки выполнены заодно с передней и задней щекой соответственно. Эти детали иногда называют «цапфами».

Шатунные шейки расположены на пальцах, которые запрессованы в переднюю, среднюю и заднюю щеки. Для сборки и разборки коленчатого вала требуются большие усилия и высокая точность. Без специального оборудования выполнить эти операции невозможно. Поэтому ремонт кривошипно-шатунного механизма производят, как правило, в специализированных мастерских.

Нижняя головка шатуна неразъемно соединена с коленчатым валом с помощью роликового подшипника с сепаратором. Это создает неудобство при ремонте, однако роликовый подшипник менее требователен к условиям смазки, качеству масла и его очистке. Преимуществом коленчатого вала с роликовыми подшипниками в нижней головке шатуна является и то, что двигатель с таким валом легче запускается в холодное время.

Кривошипно-шатунный механизм вращается в двух коренных подшипниках, которые испытывают преимущественно радиальную нагрузку. Однако при выключении сцепления возникает и осевая нагрузка. Поэтому в качестве коренных используют радиально-упорные шариковые подшипники, которые могут воспринимать как радиальную, так и осевую нагрузки.

Механизм газораспределения двигателя ИМЗ мотоцикла Урал.

Механизм газораспределения служит для своевременного впуска горючей смеси в цилиндры двигателя и выпуска из них отработавших газов в соответствии с диаграммой газораспределения. Диаграмма газораспределения показывает продолжительность процессов рабочего цикла двигателя (впуск, сжатие, рабочий ход, выпуск) в зависимости от угла поворота коленчатого вала.

Рабочий цикл двигателя — это совокупность процессов, периодически повторяющихся в определенной последовательности. Работа механизма газораспределения должна быть согласована с работой кривошипно-шатунного механизма.

От коленчатого вала через зубчатые колеса получает вращение распределительный (или кулачковый) вал, в результате чего его кулачки в определенной последовательности воздействуют на толкатели, которые перемещают штанги. Штанги поворачивают двуплечие рычаги — коромысла, а те, преодолевая усилие пружин, открывают клапаны.

При дальнейшем вращении распределительного вала кулачки перестают давить на толкатели. Усилия на клапаны от толкателей не передаются и под действием пружин клапаны закрываются. Одновременно с закрытием клапанов под действием пружин занимают исходное положение и остальные детали коромысла, штанги, толкатели.

Ряд деталей механизма газораспределения, в частности клапаны, совершают возвратно-поступательное движение со значительными ускорениями. При частоте вращения двигателя более 6500 об/мин силы инерции могут стать настолько большими, что вызовут соударение клапанов с поршнями. В результате повреждаются не только оба клапана, но нередко еще поршень, цилиндр и головка цилиндра. Поэтому в процессе эксплуатации важно «не перекручивать» двигатель.

Для согласованного движения поршней и клапанов зубчатые колеса привода распределительного вала устанавливают по меткам, которые нанесены на торцы колес. Колеса сделаны косозубыми. Это позволяет снизить шум от их работы. Из тех же соображений колеса подбирают селективно, попарно, в зависимости от межосевого расстояния отверстий в картере.

Индекс комплекта зубчатых колес наносится электрографом на их торцы, а группа картера выбивается в районе генератора справа.

На всех моделях двигателей вплоть до М67-36 применялись плоские толкатели. На модели ИМЗ-8.103 внедрены вращающиеся толкатели, которые более долговечны, не требуют частой настройки зазора в приводе клапанов. Вращающиеся толкатели можно устанавливать на двигатели предыдущих моделей только в комплекте с соответствующим распределительным валом.