Текст книги "Книга юного мотоциклиста"
Автор книги: Иван Серяков
сообщить о нарушении
Текущая страница: 8 (всего у книги 11 страниц)
Звуковой сигнал
Быстро движется мотоцикл. На его пути встречается немало пешеходов, автомобилей, различных препятствий. Нередко водителю надо дать знать о своем приближении. Для этого мотоциклы и мотороллеры снабжены звуковыми электрическими сигналами.
Сигнал состоит из корпуса, мембраны – вибрационного диска, электромагнита, прерывателя, конденсатора и крышки (рис. 60).
Рис. 60. Схема звукового сигнала.
В электромагните есть железный сердечник, на который намотана изолированная медная проволока. Один конец ее соединен с источником тока (батарея – генератор), а другой подведен к кнопке сигнала на руле. К якорю крепится стальной диск-мембрана. Над мембраной укреплен вибрационный диск. С одной стороны расположен прерыватель. Когда нажимают на кнопку сигнала, один конец обмотки электромагнита соединяют на массу. В этом случае обмотка электромагнита включается в цепь. Проходя по обмотке, ток сильно намагнитит сердечник. Сердечник притянет к себе якорь, а вместе с ним и мембрану. Якорь, приблизясь к сердечнику, разомкнет контакты прерывателя. Ток перестанет проходить по обмоткам электромагнита. Магнитное поле сердечника исчезнет. Теперь сила, которая притянула якорь, исчезла, и он вернется в исходное положение. Мембрана также станет на место. Но как только якорь вернется на свое место, контакты снова замкнутся – и ток снова пойдет по обмотке электромагнита. Якорь опять будет притянут к сердечнику. Это явление будет все время повторяться. До тех пор, пока будут нажимать на кнопку сигнала, мембрана будет колебаться.
Зажмите в тисках один конец стальной линейки. Отведите в сторону другой конец ее, а затем отпустите. Линейка будет быстро колебаться, издавая еле слышный звук. Чем чаще она будет колебаться, тем выше будет звук. Примерно то же самое происходит и с мембраной. Мембрана каждую секунду делает около 300 колебаний. Колеблясь, она издает звук; контакты сигнала при этом все время замыкаются и размыкаются. В обмотке сигнала возникают токи самоиндукции. Для борьбы с ними сигнал снабжается конденсатором. Чтобы получить более чистый звук, сигнал имеет вибрационный диск.
Что такое династартер
Значит, электрический ток, необходимый для питания электрических приборов, дают аккумулятор и генератор. Но бывает и так, что генератор работает как мотор, т. е. потребитель энергии.
Чтобы пустить двигатель в ход, водитель при помощи пусковой педали поворачивает коленчатый вал двигателя. В автомобилях пустить двигатель гораздо проще: надо только нажать на кнопку специального пускового электрического прибора. Этот прибор с силой повернет коленчатый вал, и двигатель заработает.
А нельзя ли установить такой прибор на мотоцикле? На мотороллере «Тула»-200 такой прибор установлен. Называется он династартер и служит не только для пуска двигателя в ход, но и вырабатывает электрический ток, который питает все приборы электрооборудования. Поэтому он и называется династартер. «Дина» – потому что раньше генераторы назывались динамомашинами, или – сокращенно – динамо, а «стартер» – потому что в автомобиле прибор, который пускает в ход двигатель, называется стартером.
Династартер состоит из двух основных частей: подвижной, вращающейся, части – ротора и неподвижной – статора. Устройство его в принципе такое же, как устройство генератора постоянного тока. Ротор укреплен на коренной шейке коленчатого вала двигателя.
Когда вращается коленчатый вал, вращается и ротор. Но для того, чтобы пустить двигатель в ход, надо заставить вращаться коленчатый вал. Значит, если заставить вращаться ротор, то можно пустить двигатель.
На статоре укреплены четыре щетки и двенадцать катушек (электромагнитов). Катушки расположены через одну – одна прямоугольной формы, другая трапециевидной.
Обмотки прямоугольных катушек образуют обмотку, предназначенную для пуска двигателя в ход; она называется стартерной. Обмотки же трапециевидных катушек образуют обмотку, которая предназначена для получения электрического тока. Это генераторная обмотка.
Когда водитель ключом нажимает кнопку династартера, ток от батарей аккумулятора моментально поступает в стартерную обмотку, а затем идет в обмотку ротора. Вокруг стартерной обмотки и обмотки ротора создаются два сильных магнитных поля, которые взаимодействуют между собой. Под действием магнитного поля ротор начинает вращаться с большой силой. Но так как ротор укреплен на коленчатом валу, то он станет вращать и коленчатый вал. Двигатель заработает. В тот же момент водитель перестает нажимать на кнопку династартера. Кнопка разомкнет цепь, и электрический ток от аккумулятора перестанет поступать в стартерную обмотку. Династартер перестанет работать как стартер. Но теперь коленчатый вал будет вращаться, а вместе с ним будет вращаться и ротор. Обмотки ротора будут пересекать магнитное поле, образуемое обмотками статора. При этом возникнет электрический ток. Династартер начнет работать как генератор и питать приборы электрооборудования.
Когда же напряжение генератора превысит 7,5–8,5 вольта, в строй вступает регулятор напряжения. В это время магнетизм сердечника настолько увеличится, что он притянет мостик регулятора и разомкнет контакты. Теперь ток пойдет в обмотку возбуждения через добавочное сопротивление, потеряет свою силу и возбудит более слабое магнитное поле. А что дальше? Нетрудно проследить и другие пути тока – на освещение и в сигнал.
Сколько километров
Когда вы едете за рулем мотоцикла, вас, конечно, интересует, с какою скоростью движется мотоцикл, сколько километров вы проехали. На этот вопрос вам даст точный ответ прибор, расположенный в корпусе фары или около нее – спидометр (рис. 61).
Рис. 61. Спидометр.
Он в любой момент скажет, сколько километров прошел мотоцикл и с какой скоростью вы движетесь. Как же работает и как устроен спидометр?
Спидометр состоит из двух основных групп механизмов: одна группа показывает скорость, а другая – пройденное расстояние. Спидометр, установленный на мотоцикле М-72, приводится в действие от вторичного валика коробки передач. На приводном валу спидометра помещается постоянный магнит, который охватывается металлическим колпачком. Колпачок имеет валик со стрелкой-указателем. Стрелка обращена к циферблату с делениями, соответствующими скорости движения в километрах в час.
Когда мотоцикл стоит на одном месте, стрелка обращена к делению «0». Почему?
Потому что на валике колпачка имеется небольшая спиральная пружина-волосок, которая все время стремится отводить стрелку в положение «0». Как только мотоцикл начал двигаться, приводной валик с магнитом станет вращаться. Под воздействием магнитного поля колпачок при этом тоже начнет поворачиваться, преодолевая сопротивление пружинки. Стрелка начнет перемещаться.
Чем быстрее будет двигаться мотоцикл, тем быстрее будет вращаться и постоянный магнит, тем больше раз он пересечет своим магнитным полем колпачок, тем большим будет его отклонение. Стрелка покажет большую скорость движения. Так показывается скорость движения. А как учитывается пройденное расстояние?
Для этого служит счетчик. Счетчик имеет ось, на которую насажено несколько барабанов. Обычно их бывает пять. На оси барабаны сидят свободно. По окружности барабанов нанесены цифры: «0», «1», «2», «3», «4», «5», «6», «7», «8», «9». Ось счетчика приводится в движение от приводного валика при помощи двух промежуточных валиков. При движении мотоцикла движется и первый барабан справа. Передаточное отношение между колесом мотоцикла и валиком счетчика рассчитано таким образом, что если мотоцикл пройдет 1 километр, то крайний справа валик сделает только один оборот. Между остальными барабанами передаточное отношение равно 1:10.
Предположим, что первый справа барабан сделал 1000 оборотов. Это значит, что мотоцикл прошел тысячу километров. Второй слева от него барабан за это время сделает 100 оборотов, а следующий – только 10, и т. д. Счетчик показывает пройденное расстояние нарастающим итогом. Самое большее пройденное расстояние, которое может показать спидометр, равно 999999. Когда мотоцикл пройдет это расстояние, то счетчик автоматически установится на положении «0». Счет километров начнется снова. Но есть и такие счетчики, у которых первый барабан справа показывает расстояние в десятых долях километра.
Глава шестая
ОТ ДВИГАТЕЛЯ ДО КОЛЕСА
На дороге усилий
Вы пустили двигатель в ход. С молниеносной быстротой вращается коленчатый вал. Быстро ходит вверх и вниз по цилиндру поршень. Двигатель развивает мощность, но мотоцикл стоит на месте словно вкопанный. Почему же не движется мотоцикл? Для того чтобы он пошел вперед, надо полученную мощность передать на заднее колесо. Надо заставить колесо вращаться. Очевидно, между двигателем и колесом надо построить мост, по которому лошадиные силы могли бы переходить от двигателя к колесу. Такой мост называется силовой передачей, или трансмиссией мотоцикла. Но этот мост не простой: он не только передает мощность двигателя к ведущему колесу, но еще и изменяет ее величину.
При движении часто бывают случаи, когда мотоцикл на короткое время надо остановить, с тем чтобы снова сразу же тронуться в путь. В этом случае двигатель не останавливают, а просто прерывают передачу мощности на заднее колесо. На наших мотоциклах встречаются два типа силовой передачи (рис. 62, 63).
Рис. 62. Схема силовой передачи с карданным валом.
Рис. 63. Схема силовой передачи с цепью.
Например, на мотоцикле М-72 имеются механизм сцепления, коробка передач, карданная передача и главная передача. На мотоциклах К-55, М-1-М, ИЖ-56 также имеются механизм сцепления, коробка передач. А вот карданной передачи нет. Вместо нее здесь применена цепь.
Механизм сцепления позволяет временно отъединять двигатель от остальных механизмов силовой передачи (рис. 64).
Рис. 64. Механизм дискового сцепления.
Коробка передач позволяет увеличить или уменьшить тяговое усилие (силу тяги) на заднем колесе в зависимости от того, увеличивается или уменьшается сопротивление дороги, по которой движется мотоцикл. От коробки передач дальше усилие передается карданной передаче. От карданной передачи усилие передается на главную передачу, а оттуда – ведущему колесу.
На мотоцикле М-1-М усилия от коленчатого вала при помощи цепи передаются механизму сцепления и дальше, тоже при помощи цепи, на ведущее колесо.
Служба трения
Чтобы заставить мотоцикл двигаться, надо усилия от двигателя передать на заднее колесо. Первый механизм, через который передается это усилие, – механизм сцепления. Для передачи усилия использована сила трения. Если в двигателе трение – враг, то в сцеплении оно друг, без него здесь не обойтись. Как же работает сцепление?
Вспомните, как работает патефон. Положите на диск пластинку, заведите пружину, поставьте мембрану. Вместе с диском вращается и пластинка. Диск как бы увлекает за собой пластинку. Почему пластинка движется вместе с диском? Она ничем не привязана. Все дело в силе трения. Диск патефона ведет пластинку по кругу – назовем его ведущим. Пластинка же получает вращение от диска – ее назовем ведомой.
На мотоциклах применено дисковое сцепление. На ведущем валу коробки передач установлен свободно вращающийся барабан. Барабан связан с валом двигателя цепью и называется ведущим. Внутри него помещены ведущие диски. Они вращаются вместе с барабаном. На этом же валу неподвижно насажен ведомый барабан.
Надо заставить вращаться ведущий вал коробки передач. Только в этом случае усилия, развиваемые двигателем, можно будет передать коробке передач. Надо, чтобы стал вращаться ведомый барабан. На наружной стороне ведомого барабана установлены диски, которые могут перемещаться вдоль барабана, но не могут вращаться на нем. Эти диски находятся между ведущими дисками. Заставить вращаться ведомые диски – это значит заставить вращаться ведомый барабан. Между ведущими и ведомыми дисками создастся трение, подобно тому, которое мы наблюдали при работе патефона. Чтобы зажать ведомые диски между ведущими, нужна немалая сила. Для этой цели механизм сцепления снабжен пружинами. Пружины, стремясь сжаться, давят на нажимной (верхний) диск. Нажимной диск сжимает остальные диски. Ведомый барабан, а вместе с ним и ведущий вал коробки передач вращаются. Усилия от коленчатого вала через механизм сцепления передаются коробке передач. В этом случае говорят: сцепление включено. Обычно, когда мотоцикл движется, сцепление включено.
Но вот нам надо затормозить мотоцикл, остановить его или переключить передачу. Для этого надо прекратить передачу усилий от двигателя на коробку передач. Сцепление следует выключить. Значит, необходимо добиться такого положения, когда ведомые диски не будут зажаты между ведущими. Надо прекратить трение. На руле мотоцикла с левой стороны есть рычаг сцепления, который соединен при помощи троса с рычагом червяка. Червяк, перемещаясь, упирается в шток, проходящий внутри ведущего вала коробки передач. Одним концом шток упирается в нажимной диск. Когда нажимают на рычаг сцепления, трос поворачивает рычаг червяка, и червяк начинает ввертываться по резьбе, подавая шток к нажимному диску. Диск отводится в сторону. Сцепление выключено.
Какая же сила трения нужна между дисками?
Если трение окажется незначительным, то диски будут проскальзывать, буксовать. Мотоцикл в этом случае может совсем не двигаться, хотя двигатель будет работать нормально. Сила трения зависит от упругости пружин. Сила пружин поэтому строго рассчитана. Величина трущихся поверхностей также строго рассчитана. Чем большую мощность надо передать, тем большая поверхность для этой цели нужна. На мотоциклах трудно применить диски больших размеров, так как это вызвало бы неудобство в размещении громоздкого сцепления. Поэтому решили вместо одного ведомого диска применить два и больше. Такие сцепления, у которых имеется только один ведомый диск, называются однодисковыми, а у которых два – двухдисковыми. Такие же сцепления, у которых имеется три-четыре и больше дисков, – многодисковыми.
В некоторых мотоциклах, например М-72, между дисками происходит сухое трение, сцепление называется сухим. А у мотоциклов М-1-М, К-55, ИЖ-56 диски вращаются в масле. Такое сцепление называется масляным.
Сцепление мотоциклов М-72, М-1-М и К-55
Сцепление мотоцикла М-72 имеет два ведомых диска (рис. 65).
Рис. 65. Механизм сцепления мотоцикла М-72.
Маховик двигателя имеет отверстия, в которые запрессованы шесть стальных пальцев. Пальцы в торцах имеют внутреннюю нарезку. В маховике, кроме этого, имеется шесть углублений, в которых помещаются пружины. На пальцы маховика надеты ведущие диски. Пружины, помещенные в углублениях, с одной стороны упираются в маховик, а с другой – в нажимной (ведущий) диск. В центре этот диск имеет квадратное отверстие, в которое входит шток выключения сцепления. Средний, ведущий, диск может перемещаться вдоль пальцев. К концам пальцев маховика прикреплен упорный диск. Вместе с маховиком будут вращаться и пальцы, а значит, и упорный, нажимной и средний (ведущие) диски.
Маховик, нажимной, средний и упорный диски – это ведущая часть сцепления.
На первичный вал коробки передач насажено два ведомых диска. Эти диски имеют ступицы, сидящие на шлицах вала.
Для большего трения ведомые диски имеют накладки, сделанные из асбеста, спрессованного с пластмассой.
Механизм выключения состоит из рычага, укрепленного на левой стороне руля, троса, рычага на коробке передач, ползуна, упорного шарикового подшипника и штока с наконечником. Когда рычаг опущен, под действием пружин нажимной диск сжимает диски.
На мотоциклах М-1-М и К-55 поставлены многодисковые сцепления, работающие в масле. Ведущая часть сцепления состоит из ведущего барабана и ведущих дисков. На ведущем барабане закреплена звездочка для цепной передачи. Ведомые диски надеты на шлицы ведомого барабана. Нажимной диск снабжен крышкой. Внутри ведомого барабана имеется пять отверстий, в которые ввертываются пружины. Свободные концы пружин загнуты в виде крючков. Этими концами пружины зацепляются за крышку нажимного диска.
Мотоцикл приспосабливается к дороге
Мотоцикл легко движется по хорошей асфальтированной дороге. Ровно гудит двигатель, с большой скоростью убегают назад окружающие предметы. Но вот кончилось шоссе, впереди проселок, покрытый песком. Мотоцикл съезжает с асфальта, и сразу же за его колесами протянулась глубокая колея. Двигатель завыл, послышались хлопки, а затем наступила тишина. Двигатель отказался от работы. В чем дело?
На песчаной дороге резко возросло сопротивление. У двигателя не хватило мощности преодолеть глубокий песок. Как же быть?
Когда мотоцикл попал на плохую дорогу, мотоциклисту надо было снизить скорость движения и повысить тяговое усилие мотоцикла. На меньшей скорости мотоцикл мог бы преодолеть возросшее сопротивление дороги. В силовой передаче мотоцикла имеется коробка передач (рис. 66).
Рис. 66. Простейшие коробки передач.
Она позволяет снизить скорость движения, не снижая оборотов коленчатого вала. Только при этом двигатель будет располагать достаточной мощностью, чтобы преодолеть сопротивление плохой дороги. Она позволяет увеличивать тяговое усилие на ведущем колесе мотоцикла, когда он попадает в тяжелые дорожные условия. Это главная задача коробки передач.
Иногда надо, чтобы двигатель работал, а усилия не передавались бы на колеса. Держать все время руку на рычаге сцепления неудобно. И в этом случае затруднение позволяет решить коробка передач. Коробка передач имеет приспособление, с помощью которого можно прервать передачу усилий даже тогда, когда сцепление включено. Это второе назначение коробки передач.
Каким же образом коробка передач способна увеличивать и уменьшать тяговые усилия? Представьте себе пару шестерен, находящихся в зацеплении. Одна шестерня имеет 20 зубьев, другая – 40. Шестерни надеты на валики. Когда большая шестерня сделает один оборот, малая шестерня успеет повернуться два раза. Говорят, что между шестернями существует передаточное отношение. В данном случае оно равно 1:2. Легко можно подсчитать и передаточное число: надо число зубьев ведомой шестерни разделить на число зубьев ведущей.
Вращая малую шестерню с большой скоростью, мы обеспечили вращение большой шестерни с меньшей скоростью, но зато усилий на большой шестерне будет больше, чем на малой.
Рис. 67. Передаточное отношение.
Коробка передач мотоцикла представляет собой набор шестерен и валиков, установленных в картере. Вводя в зацепление различные пары шестерен, можно добиться изменения скорости их вращения, а также развиваемых усилий.
Коробка передач большинства наших мотоциклов трехступенчатая, т. е. имеет три передачи.
Коробка передач мотоцикла К-55 имеет первичный (ведущий), вторичный (ведомый) и промежуточный валы (рис. 68).
Рис. 68. Детали коробки передач мотоциклов М-1-М и К-55.
На валах расположены шесть шестерен. Все шестерни постоянно попарно зацеплены. Когда двигатель работает на месте, вращается одна пара шестерен и усилие на заднее колесо не передается. Но, если вы включаете какую-нибудь передачу, например первую, в зацепление входит еще пара шестерен, т. е. работают обе пары.
На ведущем валу, связанном с механизмом сцепления, расположена шестерня, которая может перемещаться вдоль вала на шлицах. На ведомом наглухо насажена одна шестерня, а на промежуточном – три шестерни. Одна из них находится в постоянном зацеплении с шестерней ведомого вала.
Когда сцепление включено, ведущий вал коробки передач вращается, но усилие от него никуда не передается – мотоцикл стоит на месте. Шестерни коробки передач находятся в нейтральном положении. Но если шестерню, сидящую на ведущем валу, и подвижную шестерню промежуточного вала, находящуюся в постоянном зацеплении с ней, подвинуть влево, шестерня промежуточного вала, сидящая на шлицах, войдет в зацепление с шестерней, свободно насаженной на промежуточный вал. Теперь промежуточный вал вращается, а вместе с ним вращается и ведомый вал. От промежуточного вала вращение передастся на шестерню ведомого вала. Усилие от двигателя передается на колесо. В этом случае вращение происходит с самой малой скоростью, но зато на ведущее колесо передается наибольшее тяговое усилие. Это включена первая передача. Когда мотоцикл попадает в тяжелую дорожную обстановку, обычно включают первую передачу. Если ввести в зацепление другую пару шестерен, получится вторая передача. На второй передаче тяговое усилие будет меньше, но скорость движения увеличится.
Шестерня ведомого вала на торцовой части имеет кулачки. Стоит только среднюю шестерню ведущего вала подвинуть вправо, как она своими кулачками войдет во впадины между кулачков шестерни ведомого вала. Теперь вращение от ведущего вала будет прямо передаваться на ведомый вал. Промежуточный вал будет вращаться вхолостую. Такое зацепление дает высшую, или прямую, передачу.
На прямой передаче мотоцикл имеет самое малое тяговое усилие, но он может развить самую большую скорость. Надо сказать, что мотоциклисту больше всего приходится пользоваться прямой передачей (рис. 69).
Рис. 69. Прямая передача у мотоциклов М-1-М и К-55.
Коробке передач приходится работать в очень тяжелых условиях. Зубья ее шестерен подвергаются большим нагрузкам. Вот почему шестерни и валики изготовляются из очень прочной стали и термически обрабатываются.
Коробка передач мотоцикла М-72 устроена несколько иначе (рис. 70).
Рис. 70. Коробка передач мотоцикла М-72.
Она позволяет получить четыре передачи. В алюминиевом картере помещены два валика: ведущий и ведомый, с шестернями и механизмом переключения. Первичный (ведущий) вал коробки передач получает вращение от двигателя. На нем насажены шестерни первой, второй, третьей и четвертой передач. Внутри вала проходит шток механизма выключения. Шестерни первой, второй и третьей передач сделаны заодно с валом, а шестерня четвертой передачи насажена на вал и удерживается на нем шпонкой. Ведомый вал имеет четыре свободно вращающиеся на втулках шестерни. Все они постоянно зацеплены соответствующими шестернями ведущего вала.
Когда шестерни передвигаются, чтобы войти в зацепление, происходит шум – зуб попадает на зуб. От этого усиливается их износ. Другое дело, если шестерни постоянно зацеплены, – тогда их не надо передвигать, а поэтому никакого шума не будет. Работает двигатель, движутся все шестерни, и только ведомый вал стоит на одном месте, так как его шестерни находятся на втулках и с ним не связаны.
Чтобы мотоцикл начал двигаться, надо заставить вращаться ведомый вал вместе с его шестернями. Для этого служат муфты включения передач, насаженные на шлицах ведомого вала, между шестернями третьей и четвертой и шестернями первой и второй передач. Муфты включения вращаются вместе с ведомым валом. Муфты могут передвигаться вдоль вала.
Для включения первой передачи надо муфту подвинуть вправо. Ее кулачки войдут в боковые окна шестерни первой передачи. Теперь эта шестерня будет как бы заклинена на ведомом валу. Усилие здесь передается следующим образом: ведущий вал – шестерня первой передачи – шестерня первой передачи ведомого вала – муфта включения – ведомый вал. Размеры шестерен первой передачи подобраны так, что получаются наибольшие тяговые усилия. Вторую передачу можно получить, передвинув муфту влево. Ее кулачки войдут в окна шестерни второй передачи. Теперь усилия передаются так: ведущий вал – шестерня второй передачи ведущего вала – шестерня второй передачи ведомого вала – муфта ведомого вала – ведомый вал.
