Текст книги "Мотоциклы"

Автор книги: Федор Жигарев

Соавторы: Сергей Карзинкин
сообщить о нарушении

Текущая страница: 7 (всего у книги 21 страниц)

5. Система выпуска

Система выпуска служит для отвода отработавших газов из цилиндров двигателя наружу и для уменьшения шума, возникающего при выходе газов.

Во время работы двигателя отработавшие газы к моменту своего выхода из цилиндра имеют давление до 4–5 кг/см² и среднюю температуру 1000–1200 °C. За счет раннего открытия выпускного клапана давление в цилиндре двигателя к моменту перехода поршня к нижней мертвой точке понижается до 1,2 кг/см². Следовательно, за короткий промежуток времена, от момента начала выпуска до подхода поршня к нижней мертвой точке, т. е. за 50–80° поворота коленчатого вала, из цилиндра двигателя должно выйти примерно 75 % всего количества отработавших газов. И только после этого начинается принудительное выталкивание поршнем оставшихся в цилиндре газов, уже находящихся под более низким давлением, чем в начале выпуска.

Колебания давления в системе выпуска, вызывающие сильный шум, уничтожаются глушителями, применяемыми в системе выпуска.

Уничтожение шума газов при выпуске достигается следующими способами: расширением газов, расчленением потока газов на мелкие струи, многократным поворотом потока газов в глушителе и дросселированием потока газов.

В глушителях мотоциклов обычно используются все эти способы глушения шума выпуска в сочетании между собой.

Глушители, устанавливаемые на мотоциклах, должны иметь небольшое гидравлическое сопротивление. При увеличении сопротивления глушителя ухудшается наполнение цилиндров двигателя горючей смесью и, следовательно, понижается мощность двигателя, так как при большом сопротивлении глушителя в цилиндре остается значительное количество отработавших газов. В зависимости от гидравлического сопротивления глушители мотоциклетных двигателей поглощают примерно от 2 до 5 % мощности двигателя.

На рис. 51 представлена система выпуска двигателя мотоцикла М-72.

Рис. 51. Система выпуска двигателя мотоцикла М-72: 1 – наконечник глушителя; 2 – сердцевина глушителя; 3 – выпускные трубы; 4 – соединительная труба; 5 – глушители.

Она состоит из двух выпускных труб, расположенных по обеим сторонам мотоцикла, двух глушителей и трубы, соединяющей между собой выпускные трубы. Соединение выпускных труб улучшает глушение шума, так как выходящие из одного цилиндра отработавшие газы проходят через оба глушителя.

Отработавшие газы, поступающие из выпускной трубы в глушитель, проходят через большое количество мелких отверстий во внутреннюю трубу глушителя.

Встретив на своем пути перегородку, установленную во внутренней трубе, газы через отверстия опять выходят в полость, заключенную между корпусом глушителя и внутренней трубой. Встречая здесь перегородку, разделяющую полость между корпусом глушителя и внутренней трубой, газы снова через отверстия входят во внутреннюю трубку, откуда опять возвращаются в полость между корпусом и внутренней трубой. Затем газы через наконечники глушителя выходят наружу.

Аналогично работают и глушители мотоциклов M1А и ИЖ-350.

На гоночных мотоциклах для улучшения наполнения цилиндров двигателя горючей смесью и уменьшения затраты мощности на выпуск отработавших газов применяются мегафоны (рис. 52).

Рис. 52. Мегафон.

6. Декомпрессоры

Декомпрессоры служат для понижения давления сжатия на период, необходимый для разгона маховика во время пуска двигателя при помощи пускового механизма. Понижение давления осуществляется двумя способами.

Первый способ заключается в подъеме выпускного клапана и удержании его в поднятом состоянии. Этот способ применяется на четырехтактных двигателях.

Второй способ состоит в открытии на некоторое время декомпрессионного клапана, сообщающего камеру сжатия с внешней средой, что обеспечивает выход из цилиндра горючей смеси на такте сжатия и рабочего хода поршня. В результате открытия клапана на этих тактах давление сжатия в цилиндрах значительно понижается и проворачивание коленчатого вала облегчается. Такой способ понижения давления сжатия применяется на двухтактных двигателях.

Декомпрессоры, устанавливаемые на мотоциклетных двигателях, можно разделить на эксцентриковые и клапанные.

Эксцентриковый декомпрессор (рис. 53, а) имеет следующее устройство.

Регулировочная гайка толкателя снабжена фланцем. Под фланцем регулировочной гайки находится палец, эксцентрично сидящий на валике, проходящем через стенку клапанной коробки. На внешнем конце валика установлен рычажок, конец которого связан с тросом, идущим к ручному рычагу, расположенному у рукоятки руля.

На двухтактных двигателях применяются клапанные декомпрессоры (рис. 53, б).

Рис. 53. Декомпрессоры: а – эксцентриковый декомпрессор; 1 – фланец; 2 – эксцентрик; б – клапанный декомпрессор.

При эксплуатации мотоцикла необходимо следить за тем, чтобы декомпрессионное приспособление обеспечивало плотное закрытие выпускного и декомпрессионного клапанов. Это достигается установлением необходимого зазора между фланцем регулировочной гайки толкателя и рычагом или эксцентриком декомпрессора, а также оболочкой троса и упором клапана.

Величина зазора характеризуется величиной свободного хода ручного рычага декомпрессора.

7. Нагнетатели

Для наилучшего использования объема и очистки цилиндра от остаточных газов иногда на двигателях применяют нагнетатели, сжимающие горючую смесь и подающие ее в цилиндр двигателя во время продувки. Нагнетатели подают в цилиндры на всех режимах работы двигателя большее количество горючей смеси под повышенным давлением, что увеличивает снимаемую с двигателя мощность и его приемистость.

Нагнетатели мотоциклетных двигателей разделяются на поршневые и лопаточные.

Поршневые нагнетатели получили на мотоциклах незначительное распространение вследствие того, что они имеют большой вес и объем, детали же поршневого нагнетателя, имеющие возвратно-поступательное движение, увеличивают неуравновешенность двигателя.

На рис. 54, а показана простейшая схема поршневого нагнетателя, устанавливаемого на двухтактном двигателе.

Рис. 54. Нагнетатели поршневые: а – поршневой нагнетатель, изменяющий объем картера двигателя с симметричной диаграммой газораспределения; 6 – поршневой нагнетатель, изменяющий объем картера двигателя с несимметричной диаграммой газораспределения; в – поршневой нагнетатель с золотниковым клапаном; г – поршневой нагнетатель с пластинчатым клапаном.

Нагнетатель сострит из поршня, цилиндра и шатуна, соединяющего поршень нагнетателя с коленчатым валом. Поршень соединен с коленчатым валом, таким образом, что при перемещении поршня двигателя к верхней мертвой точке поршень нагнетателя опускается, что увеличивает объем кривошипной камеры, в результате чего в камеру всасывается через карбюратор большее количество горючей смеси. При перемещении поршня двигателя к нижней мертвой точке поршень нагнетателя поднимается, что уменьшает объем кривошипной камеры и значительно повышает давление сжимаемой в ней горючей смеси. При открывании продувочного канала сжатая в кривошипной камере смесь поступает в цилиндр двигателя и выталкивает оттуда отработавшие газы. Подобного рода нагнетатель улучшает продувку, но не повышает экономичность двигателя, так как при продувке большое количество рабочей смеси выходит из цилиндра.

На рис. 54, 6 представлена схема нагнетателя, устанавливаемого на двухтактном двигателе с несимметричными фазами распределения. Цилиндр нагнетателя расположен сбоку кривошипной камеры. Поршень нагнетателя соединен шатуном с коленчатым валом двигателя.

Как и в предыдущем случае, при перемещении поршней цилиндров к верхней мертвой точке поршень нагнетателя входит в цилиндр, что увеличивает Объем кривошипной камеры и обеспечивает, таким образом, поступление из карбюратора большего количества горючей смеси. При перемещении поршней цилиндров к нижней мертвой точке объем кривошипной камеры уменьшается, давление горючей смеси в ней значительно повышается и после открытия продувочного окна происходит интенсивная продувка цилиндров. При данной схеме нагнетателя экономичность и литровая мощность двигателя повышаются.

На рис. 54, г показана схема поршневого нагнетателя, подающего горючую смесь непосредственно в цилиндр двигателя. Цилиндр нагнетателя установлен сбоку картера двигателя, поршень нагнетателя соединен шатуном с коленчатым валом двигателя. Камера сжатия цилиндра нагнетателя через пластинчатый клапан соединяется с патрубком карбюратора. Продувочный канал сообщает также камеру сжатия нагнетателя с цилиндром-двигателя.

При перемещении поршней двигателя к верхней мертвой точке поршень нагнетателя перемещается к нижней мертвой точке и из карбюратора в цилиндр нагнетателя поступает горючая смесь через пластинчатые клапаны. При перемещении поршней цилиндров к нижней мертвой точке горючая смесь в цилиндре нагнетателя сжимается и после открытия впускного окна поступает из цилиндра нагнетателя в цилиндры двигателя. При такой схеме нагнетателя предотвращается поступление горючей смеси в картер двигателя и обеспечивается возможность применения принудительной системы смазки подшипников коленчатого вала.

Так как пластинчатые клапаны, служащие для впуска горючей смеси в цилиндр нагнетателя, обладают значительным сопротивлением, на мотоциклетных двигателях иногда применяют поршневые нагнетатели с золотниковым распределением, которое обеспечивает лучшее наполнение цилиндров горючей смесью.

На рис. 54, в показана схема поршневого нагнетателя с золотниковым распределением.

Цилиндр нагнетателя сообщается посредством золотника с карбюратором, а продувочным каналом – с впускным цилиндром двигателя. Поршень нагнетателя соединен шатуном с коленчатым валом нагнетателя, который в свою очередь системой шестерен соединен с коленчатым валом двигателя.

При перемещении поршней двигателя к верхней мертвой точке поршень нагнетателя перемещается к нижней мертвой точке и через отверстия золотника в цилиндр нагнетателя поступает из карбюратора горючая смесь. При перемещении поршней двигателя к нижней мертвой точке поршень нагнетателя сжимает в цилиндре горючую смесь и после открытия продувочного окна нагнетает ее в цилиндры двигателя.

На гоночных мотоциклах ГК-1 и С2Б применены лопаточные нагнетатели (рис. 55).

Рис. 55. Лопаточный нагнетатель: 1 – корпус нагнетателя; 2 – ротор нагнетателя; 3 – лопатки ротора.

Нагнетатель состоит из корпуса, в котором эксцентрично расположен ротор с пазами для лопаток. Лопатки нагнетателя соединены со ступицами, которые вращаются на своей оси на шарикоподшипниках. Каждая лопатка, перемещаясь от входного отверстия к выходному, освобождает за собой постепенно увеличивающийся объем рабочей полости нагнетателя, и под действием разрежения в полость поступает из карбюратора горючая смесь. Одновременно каждая лопатка выталкивает находящуюся перед ней в полости между стенками корпуса и ротора горючую смесь.

При подходе лопатки к выходному каналу нагнетателя объем полости уменьшается и горючая смесь сжимается. Сжатая в нагнетателе горючая смесь поступает затем через кривошипные камеры и продувочные каналы в цилиндры двигателя. Нагнетатель сжимает горючую смесь до давления 1,6 кг/см².

Установка лопаточных нагнетателей на мотоциклах значительно усложняет устройство двигателя, вследствие чего использовать их на дорожных мотоциклах нецелесообразно.

Нагнетатели этого типа нашли применение только на гоночных мотоциклах.

8. Установка фаз газораспределения и регулировка клапанов

Установка распределения имеет целью привести моменты открытия и закрытия клапанов в соответствие с диаграммой фаз распределения. Обычно установка фаз распределения проводится при сборке двигателя по меткам на шестернях распределения. Последовательность установки распределения и приемы выполнения отдельных операций зависят от конструкции двигателя; подробно они описаны в заводских инструкциях.

Рассмотрим установку фаз газораспределения на двигателе мотоцикла М-72 (рис. 56).

Рис. 56. Установка фаз газораспределения двигателя мотоцикла М-72.

Вращая коленчатый вал, устанавливают ведущую шестерню распределения так, чтобы метка на шестерне была вверху. После этого вводят шестерню распределительного валика в зацепление с ведущей шестерней, чтобы метки на шестернях совпали.

Для того чтобы пружины могли плотно закрывать клапаны, между клапаном и толкателем или ударником коромысла в холодном состоянии должен быть так называемый температурный зазор. В противном случае клапаны, нагреваясь и удлиняясь, при закрытом положении будут опираться на тыльные части кулачков (непосредственно или через детали привода).

Величина зазора зависит от типа и конструкции двигателя, от конструкции механизма распределения. В выпускных клапанах, имеющих более высокую температуру, зазор устанавливается несколько большей величины, чем в впускных клапанах. Величина зазора определяется заводом-изготовителем и указывается в заводской инструкции. Нормальный зазор между клапанами и толкателями обеспечивает получение номинальной мощности двигателя.

В процессе эксплуатации установленные зазоры могут изменяться вследствие износа или осадки седла клапана или его тарелки, износа кулачка и т. д. Поэтому зазоры необходимо периодически проверять и регулировать согласно заводской инструкции. Для первоначальной установки зазоров и периодического их восстановления в эксплуатации у мотоциклетных двигателей имеются специальные регулировочные болты или винты. Зазоры устанавливаются, как правило, на холодных двигателях.

Во время работы двигателя температура клапана и цилиндра повышается и зазоры между клапаном и толкателем или коромыслом изменяются вследствие различия коэффициентов линейного расширения и температуры материалов, из которых изготовлены клапан, цилиндр, толкатель и штанги.

При нижнем расположении клапанов зазоры у работающего двигателя будут меньше, чем у холодного, так как в этом случае клапан нагревается в большей степени, чем цилиндр, в результате чего и расширение клапана будет больше, чем у цилиндра.

При верхнем расположении клапанов и нижнем приводе зазоры у работающего двигателя будут больше, чем у холодного, так как в этом случае цилиндры в результате нагрева удлиняются на большую величину, чем штанги, соединяющие толкатели с коромыслом. За счет удлинения цилиндра при нагревании опора средней части коромысла поднимается и ударник коромысла отходит от торца клапана на большую величину, чем величина удлинения клапана в результате нагрева.

При верхнем расположении клапанов и верхнем приводе зазоры у работающего двигателя уменьшаются, так как в этом случае величина зазоров зависит только от изменения длины стержня клапана.

Зазоры между клапанами и толкателями двигатели мотоцикла М-72 регулируются в следующем порядке:

1. Отвернуть болты крышек клапанных коробок и снять крышки и прокладки.

2. Вращая пусковым механизмом коленчатый вал, установить перекрытие клапанов у одного цилиндра двигателя. Так как перекрытие клапанов (когда оба клапана открыты) происходит при положении поршня в верхней мертвой точке в конце такта выпуска и в начале такта впуска, то у другого цилиндра двигателя поршень будет также находиться в верхней мертвой точке, но в конце такта сжатия и в начале рабочего хода, т. е. у другого цилиндра клапаны будут закрыты.

3. Установить зазоры клапанов другого цилиндра (клапаны которого закрыты), для чего:

а) ослабить контргайку регулировочного болта;

б) вращая регулировочный болт и пользуясь щупом, установить зазор 0,1 мм между головкой регулировочного болта и стержнем клапана;

в) удерживая регулировочный болт, затянуть контргайку;

г) проверить величину зазора.

4. Вращая коленчатый вал пусковым механизмом, установить перекрытие уже отрегулированных клапанов. Затем выполнить те же операции с первым цилиндром.

5. Поставить на место прокладки и крышки клапанных коробок и завернуть болты.

У двигателей других мотоциклов, имеющих верхние клапаны с нижним приводом, регулировка зазоров осуществляется обычно регулировочным винтом, ввернутым в конец коромысла против стержня толкателя. Для регулировки зазора необходимо поршень установить в верхней мертвой точке на такте сжатия, освободить контргайку и, вращая регулировочный винт, установить нужный зазор. После этого закрепить контргайку и снова проверить зазор.

9. Основные неисправности механизма распределения и уход за ним

Во время работы двигателя клапанное распределение должно обеспечивать своевременное открытие и закрытие клапанов и плотную их посадку в седла. Нарушение этих условий может быть вызвано только неисправностью механизма.

Неисправности механизма распределения вызываются следующими причинами: некачественным изготовлением и монтажом деталей распределения, несвоевременным уходом за деталями распределения, неправильной эксплуатацией мотоцикла.

Во время монтажа деталей распределения необходимо следить за тем, чтобы все детали по внешнему виду были вполне исправными, чтобы зазоры между сопряженными деталями и тепловые зазоры между клапаном и толкателем соответствовали заводским. Затяжка контргайки регулировочного болта должна исключать самоотвертывание контргайки и изменение зазоров. Рабочая фаска клапана должна плотно садиться в седло по всей окружности. Жесткость пружины не должна быть пониженной.

Чтобы возможно дольше сохранить работоспособность деталей распределения и свести к минимуму их неисправности, необходимо строго придерживаться правил ухода за системой распределения. Эти правила в основном заключаются в следующем: периодически очищать клапаны от нагара и притирать их, периодически проверять тепловые зазоры между клапаном и толкателем.

Очищать клапаны от нагара и притирать их следует через 5000 км пробега. Нагарообразование на клапанах вызывается недоброкачественностью горючего, избыточным поступлением масла в цилиндры, неправильной регулировкой карбюратора. При правильной эксплуатации мотоцикла на выпускном клапане обычно нет нагара, так как температура его тарелки высокая и при этом масло и смолы, попадающие на клапан, сгорают. Образование нагара на впускном клапане зависит в основном от содержания смол в горючем. Во время такта впуска содержащиеся в горючем смолы оседают на горячей тарелке впускного клапана и, коксуясь, образуют плотный нагар на верхней части стержня и нижней поверхности тарелки. В результате плотность посадки тарелки клапана в седле нарушается.

Плотность посадки клапана в гнезде может быть нарушена и в результате коробления клапана вследствие перегрева, а также вследствие попадания частиц нагара на поверхность рабочей фаски клапана.

При небольших повреждениях рабочей поверхности клапана и седла плотность и правильная посадка клапана восстанавливаются притиркой.

Притирка клапанов производится после снятия головки цилиндра и очистки клапанов от нагара. Для притирки клапан вынимают из направляющей, устанавливают на стержень под тарелку клапана слабую пружину, которая, опираясь на направляющую втулку клапана, может держать его открытым, и намазывают рабочую фаску клапана притирочной пастой. Притирочная паста приготовляется из мелкого наждачного порошка, смоченного моторным маслом.

После подготовки клапана к притирке устанавливают его на место и, нажимая отверткой в паз на тарелке, поворачивают клапан в седле. После каждого поворота несколько уменьшают нажим на клапан, чтобы пружина приподняла клапан над седлом, и поворачивают клапан в обратном направлении на меньший угол. Это делается для того, чтобы во время притирки клапан постепенно поворачивался вокруг своей оси и притирка была равномерной по всей поверхности. Притирка заканчивается, когда рабочая фаска тарелки клапана и седло будут иметь ровную без пятен матовую поверхность. После притирки клапан и седло промываются керосином. Затем проверяется плотность посадки.

Для проверки плотности посадки клапана наносят на его рабочей фаске несколько штрихов карандашом и, слегка нажимая на клапан, поворачивают его в седле. При хорошей притирке все штрихи должны быть стерты.

Тепловые зазоры проверяются также через 5000 км пробега.

Проверка производится щупом при положении поршня данного цилиндра в верхней мертвой точке на такте сжатия.

Изменение тепловых зазоров может наступить и значительно ранее, но это вызывается в основном не естественным износом деталей, а недостаточной затяжкой контргайки регулировочного болта и проседанием седла клапана во время работы.

При неправильной эксплуатации мотоцикла наблюдается перегрев двигателя и перегрев деталей механизма распределения. Перегрев деталей распределения вызывает коробление тарелок клапанов, особенно выпускных, проседание седла и значительное понижение прочности материала клапанов. Кроме того, резко повышается износ направляющих втулок и усиливается заедание клапанов во втулках. Все это снижает срок службы мотоцикла и требует ремонта и замены деталей.

При небольшом короблении клапана или прогаре его рабочая поверхность восстанавливается шлифовкой и последующей притиркой.