Текст книги "Книга юного мотоциклиста"

Автор книги: Иван Серяков

сообщить о нарушении

Текущая страница: 10 (всего у книги 11 страниц)

Как подвешено заднее колесо

На современных мотоциклах применяются упругие подвески. У некоторых мотоциклов (М-72) заднее колесо подрессоривается простой пружинной подвеской (рис. 82).

Рис. 82. Подвеска заднего колеса мотоцикла М-72.

У мотоциклов К-55, К-175, ИЖ-56 подвески, кроме пружин, имеют еще гидравлическое устройство (рис. 83), а у М-1-М – фрикционное (рис. 84).

Рис. 83. Гидравлическая подвеска заднего колеса мотоцикла К-55.

Рис. 84. Рычажная подвеска с фрикционным амортизатором мотоцикла М-1-М.

Неподвижная часть подвески связана с рамой, а подвижная – с колесом. На мотоциклах М-72 и М-52 концы оси заднего колеса проходят через два алюминиевых кронштейна (правый сделан вместе с крышкой главной передачи). Кронштейны вместе с осью, задним колесом и кожухом главной передачи могут перемещаться вверх и вниз. Это подвижная часть подвески. В отверстия задних стоек рам вставлены два стальных направляющих стержня. Один стержень вставлен в левую стойку, а другой– в правую. Внизу и вверху стержни закреплены стяжными болтами, которые не дают им смещаться в осевом направлении и поворачиваться.

Между кронштейнами (подвижной частью подвески) и верхними наконечниками рамы (неподвижной частью подвески) установлены спиральные пружины. Вся подвеска заключена в трубчатые кожуха (рис. 85).

Рис. 85. Детали подвески заднего колеса мотоцикла М-72.

Когда колесо набегает на бугорок, оно приподнимается и пружина сжимается.

Рама толчка почти не получает. Пружина гасит, амортизирует, толчок. Когда же колесо попадает в ямку, его ось и кронштейны пойдут вниз. Пружина разжимается и верхним концом как бы поддерживает раму, прижимая нижним колесо к дороге. При такой подвеске заднее колесо, опускаясь вниз или поднимаясь вверх, все же будет идти прямолинейно. Расстояние же между коробкой передач и осью заднего колеса будет меняться. Поэтому такая подвеска заднего колеса может быть применена только на тех мотоциклах, у которых нет цепной передачи. На мотоциклах с цепной передачей крепление подвески рычажное, или маятниковое. Это позволяет колесу перемещаться не сверху вниз, а по дуге. Ось маятника шарнирно крепится к раме. В прорези подвижных концов маятника вставляется ось заднего колеса. К ним же крепятся нижние части амортизаторов.

Как же работает гидравлический амортизатор?

Попробуйте взять пружину, сжать ее до отказа, а затем отпустить. Пружина моментально разожмется. Но она не успокоится сразу, а будет еле заметно колебаться. Если вы будете все время ее сжимать, а затем быстро отпускать, то она все время будет колебаться. Чем сильнее вы нажмете на пружину, тем заметнее будут ее колебания. Но если вы даже сильно сожмете пружину, а затем медленно и плавно ее отпустите, колебаний не будет. Почему? Потому что энергия, накопленная пружиной при сжатии, затрачена на преодоление сопротивления во время сжатия.

Когда мотоцикл движется по неровной дороге, пружина все время то сжимается, то разжимается. Колесо и пружина будут все время колебаться. Эти колебания будут ощущаться мотоциклистом. Они мешают спокойной езде. Эти колебания можно было бы уменьшить в том случае, если сопротивления деталей были большими. Но в действительности они невелики. Если бы сопротивление пружины было большим, то пружина сильно не сжималась бы, а следовательно, резко и не разжималась бы. Но при жесткой пружине и толчки плохо поглощались бы. От установки жестких пружин отказались. Но как погасить колебания подвески? Как увеличить сопротивление подвески и при этом сохранить мягкость пружины? Эту задачу помогла решить жидкость – масло.

В цилиндр, герметически закрытый с обеих сторон, вставлен поршень. В поршне есть несколько отверстий. Цилиндр заполнен машинным маслом. Будем теперь при помощи штока давить на поршень. Поршень давит на масло, и масло, оказывая сопротивление, проходит через отверстия в поршне. Масло обладает вязкостью. Поршень медленно движется вниз. Масло через отверстия переходит с нижней части в верхнюю. Если мы теперь будем двигать поршень вверх, то масло таким путем перейдет в нижнюю часть цилиндра. Само собою разумеется, что для того, чтобы масло перешло из нижней части в верхнюю, надо затратить какую-то работу. Но для того, чтобы погасить колебания пружины, надо также затратить работу. Нельзя ли заставить пружину израсходовать свою энергию, полученную при сжатии на перекачку масла? Ведь тогда вместо того, чтобы колебаниями беспокоить мотоциклиста, она будет «трудиться», перекачивая масло из одной части цилиндра в другую. Этот принцип и положен в основу устройства мотоциклетного амортизатора. Как же подвешено заднее колесо мотоцикла К-55? Подвеска его имеет два наконечника – верхний и нижний – и два кожуха – верхний и нижний. Нижний кожух вставлен в верхний. В кожухах помещена спиральная пружина. Верхний наконечник крепится шарнирно к раме, а нижний – к маятнику заднего колеса. Ось маятника проходит через резиновые втулки, называемые сайлент-блоками. Эти втулки могут работать на скручивание, когда колесо перемещается. Внутри пружины подвески помещаются цилиндр амортизатора и поршень. Поршень соединен со штоком. Когда колесо наезжает на препятствие и пружина сжимается, жидкость через поршень и клапан, установленный над поршнем, переходит с нижней части в верхнюю. При этом жидкость встречает сопротивление, на преодоление которого надо затратить какую-то энергию. Это дает ей сжатая пружина. Жидкость все время переходит из одной части в другую и действует как бы «наперекор» направлению колебания пружины. Так гасятся колебания пружины.

Амортизатор особенно помогает при езде по неровностям дороги.

Как подвешено переднее колесо

В передней части мотоцикла расположена передняя вилка. При помощи этой вилки переднее колесо упруго подвешивается к раме. Кроме того, передняя вилка служит и для поворота переднего колеса. Для обеспечения поворота колеса в своей верхней части вилка соединена с рулем мотоцикла. Сама вилка может поворачиваться в головке рамы. Вилки бывают разных типов. Но независимо от ее устройства в ней различают две группы деталей: неподвижную группу и подвижную. К неподвижным частям относятся детали, связанные с рамой, а к подвижным – детали, связанные с колесом. Чаще всего на современных мотоциклах применяются телескопические и рычажные вилки. Давайте посмотрим, как они устроены. Телескопическая вилка применена на мотоцикле К-55 (рис. 86).

Рис. 86. Телескопическая вилка.

Она состоит из двух труб (перьев), которые соединены между собою двумя мостиками: верхним и нижним. В верхней части вилка имеет стержень, который запрессован в нижний мостик. При помощи этого стержня вилка закреплена в головке рамы. К верхнему мостику крепится руль. При помощи руля стержень вместе с мостиками и перьями может поворачиваться в головке рамы. На нижних концах труб-перьев установлено по одному наконечнику, сделанному из труб. В эти наконечники вставлена ось переднего колеса, на которой сидит ступица колеса.

Эти наконечники могут перемещаться вверх и вниз, скользя по чугунным или бронзовым втулкам.

Трубы заключены в телескопические кожухи, которые защищают внутреннее устройство вилок от попадания грязи и влаги. Внутри вилки расположен механизм, поглощающий толчки (рис. 87).

Рис 87. Детали телескопической вилки мотоцикла М-72.

Этот механизм состоит из пружин и гидравлического амортизатора. Когда колесо наедет на выступ дороги, то оно приподнимется кверху. Наконечники вместе с осью колеса также поднимутся кверху и сожмут пружину. Пружина поглотит толчок. Амортизатор действует так же, как и амортизатор задней подвески, о котором мы говорили раньше. Здесь амортизатор гасит колебания как при сжатии пружины, так и при ее разжатии. Такие амортизаторы называются амортизаторами двойного действия.

Амортизатор заполняется маслом в количестве 80-100 кубических сантиметров. Когда переднее колесо наезжает на выступ дороги, то, как мы уже знаем, колесо перемещается вверх, а пружина при этом сжимается, поглощая удар.

Способность вилки поглощать удары тем больше, чем выше могут подняться наконечники вместе с осью и колесом.

Для того чтобы управлять мотоциклом было легче и безопаснее, передняя вилка всегда должна обладать свойством при отклонении возвращаться в первоначальное положение. Для этого вилка расположена с некоторым наклоном. Ось нижней части ее пересекается с дорогой несколько впереди.

Если измерить расстояние между точкой дороги, с которой касается колесо, и точкой пересечения мысленно продолженной оси вилки с дорогой, то мы получим какое-то расстояние. Это расстояние называется вылетом вилки. Обычно вылет вилки составляет 30–75 миллиметров.

Когда мы движемся по извилистой дороге, то вылет вилки должен быть меньше, а при быстром движении по прямой дороге он должен быть больше.

На мотоциклах М-72 последних выпусков применена рычажная вилка с гидравлическим амортизатором.

На мотоцикле М-1-М применена рычажная вилка (рис. 88).

Рис. 88. Рычажная передняя вилка мотоцикла М-1-М.

Эта система проста по своему устройству и имеет малый вес неподрессоренных частей (связанных с колесами). Для гашения колебаний эта вилка снабжена амортизатором, который гасит колебания за счет трения.

В отличие от гидравлических амортизаторов такой амортизатор называется фрикционным.

Глава восьмая
МЕХАНИЗМЫ УПРАВЛЕНИЯ

Самые ответственные механизмы

Когда мотоцикл движется по дорогам и улицам, ему много раз приходится замедлять свой ход, а то и совсем останавливаться, делать повороты направо, налево. Обратите внимание, с какой легкостью водитель управляет мотоциклом.

Мотоциклист должен уметь вовремя остановить мотоцикл или изменить направление его движения. Для этого мотоцикл снабжен механизмами управления. Эти механизмы – наиболее ответственны в мотоцикле. От того, как они работают, как мотоциклист их изучил и умеет с ними обращаться, в большой мере зависит безопасность движения. Мотоциклист должен отлично знать действие механизмов управления и умело с ними обращаться.

Рулевое управление. Рулевое управление дает возможность повернуть переднюю вилку вместе с колесом в ту сторону, в какую необходимо направить мотоцикл. Поворачивать же руль приходится очень часто – не только тогда, когда надо изменить направление движения, но и тогда, когда требуется поддержать равновесие.

Рулевая колонка состоит из стержня, головки рамы и подшипников. Стержень крепится к мостикам передней вилки, верхнему и нижнему. Руль – изогнутая трубка, укрепленная в верхней части передней вилки. На руле укреплены органы управления мотоциклом. На правом конце руля помещена вращающаяся ручка, при помощи которой можно управлять дроссельным золотником. Чтобы уменьшить обороты коленчатого вала, надо прикрыть золотник, а для этого ручку следует повернуть от себя. Чтобы, наоборот, увеличить число оборотов, надо больше открыть золотник, повернув ручку на себя (рис. 89, 90, 91).

Рис. 89. Руль мотоцикла М-1-М.

Рис. 90. Руль мотоцикла М-72.

Рис. 91. Руль мотороллера «Тула»-200.

На этой же стороне руля помещен рычаг тормоза переднего колеса. Чтобы затормозить переднее колесо, рычаг надо притянуть к рулю. У мотоцикла ИЖ-56 здесь же размещен рычаг воздушной заслонки карбюратора.

На левой стороне руля расположен рычаг выключения сцепления. У мотоциклов, имеющих декомпрессор, на левой стороне руля помещен рычаг управления им. У мотоцикла М-72 на этой стороне есть вращающаяся монетка, при помощи которой можно изменять момент опережения зажигания. На левой стороне также установлен переключатель света, кнопка электрического сигнала.

Кроме перечисленных органов управления, есть еще и другие. У некоторых мотоциклов (М-72, ИЖ-48) рычаг ручного переключения передач помещается с правой стороны мотоцикла. С левой стороны мотоцикла имеются педаль ножного переключения передач и педаль пускового механизма. С правой стороны педаль тормоза.

Рулевой амортизатор

При движении мотоцикла переднее колесо наезжает на неровности дороги и испытывает боковые толчки. Эти толчки вызывают боковые колебания колеса руля – мотоцикл теряет устойчивость движения. Чтобы избежать этого, рулевые управления снабжаются амортизаторами. Амортизатор состоит из двух групп дисков. Одна группа этих дисков связана с рамой, а другая – с передней вилкой. Эти диски при боковых ударах могут перемещаться друг относительно друга. При перемещении этих дисков между ними происходит трение. За счет этого трения и происходит гашение колебаний передней вилки.

Диски можно затягивать сильнее или отпускать. Если предстоит езда с большой скоростью, диски надо затягивать. На плохой дороге их надо отпускать.

Тормоза

Мотоциклисту часто приходится пользоваться тормозами, а поэтому он должен уметь с ними обращаться. Что значит затормозить мотоцикл? Это значит – надо остановить вращающиеся колеса.

На мотоцикле тормоз есть и на переднем, и на заднем колесе. На ступице колеса укреплен тормозной барабан (рис. 92).

Рис. 92. Тормозной барабан мотоциклов М-72 и М-1-М: а) схема; б) общий вид барабанов.

На крышке барабана установлены две тормозные колодки, которые на наружной стороне имеют накладки, сделанные из пластмассы. Колодки одним концом упираются в стержень-ось, другим – в подвижный кулачок (рис. 93, а, б).

Рис. 93. Колодочный тормоз мотоцикла М-1-М: а) положение на ходу; б) положение торможения (кулак разжал тормозные колодки).

Друг к другу колодки притягиваются двумя стяжными пружинами.

Чтобы заставить барабан остановиться, надо с силой прижать тормозные колодки к внутренней части барабана. Тогда вращающийся барабан будет встречать сопротивление колодок и постепенно станет замедлять свое движение. Мотоциклист выжимает рычаг на руле (тормоз переднего колеса) или нажимает на педаль ногой (тормоз заднего колеса). Усилие передается на кулачок, и он вступает в работу. Если его повернуть, своими выступами он раздвинет колодки и они прижмутся к барабану. Сильное трение резко снизит скорость вращения колес. Но больше не надо тормозить. Рычаг или педаль отпускается, кулачок возвращается в исходное положение, стяжные пружины сжимаются и притягивают друг к другу колодки. Надо сказать, что когда мотоцикл тормозится только одним тормозом, то до полной остановки он пройдет путь больший, чем при торможении двумя тормозами. Так, мотоцикл, движущийся со скоростью 30 километров в час, при действии одного тормоза пройдет 15 метров, а при действии двух – только 10.

Глава девятая
ВЫ ЗА РУЛЕМ

Почему мотоцикл движется

Однажды на занятиях в кружке юных мотоциклистов ребята спросили:

– Почему мотоцикл движется?

Давайте ответим на этот вопрос. Посмотрите внимательно на пешехода. Он попеременно упирается то одной, то другой ногой в пол. Он толкает ногою пол. Но по законам физики действие равно противодействию. Если пешеход толкает пол назад, то с такой же силой пол толкает ногу пешехода вперед.

Приходилось ли вам взбираться на подъем? В одном случае вы уверенно шагаете, подвигаясь все выше и выше. Ноги ваши чувствуют надежную опору. В другом же случае, особенно когда дорога оледенела, ноги не находят опоры, скользят. Вам трудно преодолеть подъем. Почему это происходит? Ваши ноги не имеют сцепления с дорогой. Между подошвами обуви и дорогой нет трения или оно настолько незначительно, что нога не может удержаться на дороге и скользит. А раз так, то нога не может толкать дорогу, а дорога – ногу. Попробуйте посыпать дорогу песком и золой – подъем будет преодолен без особого труда. Примерно то же самое можно сказать и о движении мотоцикла. В гололедицу, на грязной дороге и плотном снегу иногда можно наблюдать, как колесо беспомощно вращается на одном месте, пытаясь оттолкнуться от дороги. Но достаточно подложить под колесо ветки, доску или просто бросить несколько горстей песку, как мотоцикл пойдет вперед.

Чем больше вес, приходящийся на заднее ведущее колесо (сцепной вес), тем лучше мотоцикл сцепляется с дорогой. Но не только от сцепного веса зависит сцепление с дорогой. Важное значение имеют шины. Новая шина с четким рисунком даст лучшее сцепление, чем шина изношенная. Более широкие шины дадут лучшее сцепление по сравнению с узкими шинами. Играет роль и давление в шинах. Большое значение для сцепления имеют также род и состояние дороги. Сухой бетон, асфальт, щебенка дают хорошее сцепление. Но для того, чтобы человек мог идти, одного сцепления с дорогой недостаточно. Нужна еще и сила. То же самое требуется и для движения мотоцикла. А какой величины должна быть эта сила? Сила действует на дорогу и создает равную ей, но направленную в противоположную сторону силу. Она называется движущей силой, или силой тяги. Сила тяги должна быть настолько велика, чтобы преодолеть все сопротивления, которые мотоцикл встречает при движении. Мало того, эта сила не должна превышать силы сцепления колеса с дорогой. В противном случае мотоцикл будет буксовать. Вот и получается, что колесо толкает дорогу. Но дорогу сдвинуть невозможно, а поэтому дорога толкает мотоцикл – и он движется вперед.

Почему мотоцикл не падает

Почему мотоцикл не падает при езде? Говорят, потому, что он движется. Правда ли это? Нет, неправда. Представьте себе, что нам удалось пустить мотоцикл с большой скоростью по совершенно ровному шоссе. Вы думаете, он долго проедет? Нет, очень быстро упадет. Но можно сделать такой мотоцикл, который без водителя будет двигаться по каким угодно закруглениям и не упадет.

В 1914 году на улицах Лондона появился диковинный автомобиль. Он имел только два колеса: переднее и заднее. За рулем автомобиля сидел русский инженер Шидловский. Вот диковинный автомобиль, замедлив ход, остановился. В его кузове спокойно сидели пассажиры. Двигатель замолк. Автомобиль стоял как вкопанный, хотя никаких боковых упоров не было видно.

– Скажите, что это за странная машина, – обращались прохожие к сидевшему за рулем Шидловскому. – Почему она не падает? Ведь любой велосипед, как только остановится, сразу же валится набок.

– Мой автомобиль, – начал говорить Шидловский, – не падает потому, что он автоматически приобретает равновесие. Он снабжен особым устройством – гироскопом. Кто из вас не интересовался в детстве быстро вращающимся волчком? Вы обращали, видимо, внимание, что волчок проделывает замысловатые зигзаги, но никогда не падает, даже если вы его слегка наклонили. Ось снова возвращается в вертикальное положение. В физике все тела, которые быстро вращаются вокруг своей оси, называются гироскопическими. В моем автомобиле тоже помещен тяжелый гироскоп. Он вращается в тяжелой раме, которая может перемещаться на оси, установленной поперек автомобиля. Малейший толчок извне вызывает движение рамы гироскопа. В результате этого возникает сила, уравновешивающая внешние толчки. Автомобиль стоит горизонтально, словно ничего не изменяется. Это изобретение имеет большое значение. Четырехколесные экипажи могут стать двухколесными. Какая огромная экономия материалов! Не надо будет строить широченные шоссейные дороги: узкая лента асфальта окажется совершенно достаточной, чтобы обеспечить движение двухколесных автомобилей, для поездов будет нужен один рельс.

Но вернемся к мотоциклу. Что уравновешивает его при движении? Роль гироскопа играет мотоциклист. Когда за рулем сидит опытный водитель, мотоцикл не падает. Обратите внимание на след шин. След переднего колеса все время пересекается следом заднего. Мотоцикл не движется строго по прямой линии. Мотоциклист, наклоняясь то влево, то вправо, поддерживает равновесие.

На ровной дороге

По широкой шоссейной дороге как будто без всяких усилий стремительно движется мотоцикл. Но легкость движения мотоцикла – только кажущаяся. Для того чтобы он мог двигаться даже по совершенно ровной дороге, надо преодолеть много препятствий.

Первое препятствие для мотоцикла – сопротивление дороги. Сопротивление оказывает всякая дорога, будь то асфальтированное шоссе, булыжная мостовая или неровный проселок. Одни дороги оказывают больше сопротивления, другие – меньше.

Дело в том, что между колесами и дорогой происходит трение. Шина сжимается, деформируется, как бы упирается в дорогу. Это создает трение.

Обратите внимание, как движется колесо по песчаной дороге или другому мягкому грунту. Оно врезается в него. Перед колесом все время «бегут» небольшие горки. Сопротивление на такой дороге огромно. Такое препятствие называется сопротивлением качения. От чего оно зависит?

В первую очередь от рода и состояния дороги. Самое малое сопротивление качению будет на твердой ровной дороге. Если сравнивать сопротивление на разных дорогах, то на булыжной или гравийной дороге оно будет в полтора раза больше, чем на асфальтовой, на проселке – в два раза больше, а на песчаной дороге – в десять раз!

Большое значение для величины сопротивления имеют шины. Если шина слабо накачана, то с дорогой будет соприкасаться большая ее поверхность. Сопротивление дороги будет больше. Шина с глубокими канавками на протекторе вызывает значительное сопротивление. Само собою разумеется, что у мотоцикла с коляской сопротивление будет гораздо больше, чем у мотоцикла-одиночки. А какой мотоцикл будет встречать большее сопротивление качения – тяжелый или легкий? Конечно, тяжелый: такой мотоцикл будет глубже вдавливаться в грунт, шины его станут деформироваться.

Наконец, важное значение имеет скорость движения мотоцикла. Чем быстрее движется мотоцикл, тем больше между ним и дорогой трение. Правда, увеличение трения качения заметно возрастает лишь на больших скоростях. Если мотоцикл движется со скоростью 50–70 километров в час, сопротивление качению остается почти неизменным. Но когда скорость достигает 150 километров в час, сопротивление резко увеличивается. На преодоление трения качения расходуется значительная часть мощности, которую развивает двигатель.