Федор Жигарев: Мотоциклы

На некоторых мотоциклах цилиндры двигателя расположены вдоль рамы. При таком расположении уменьшается ширина мотоцикла и возможность повреждения цилиндров, но ухудшается охлаждение заднего цилиндра.

Принцип работы мотоциклетного двигателя заключается в том, что в цилиндре двигателя осуществляется превращение тепловой энергии, получающейся при сгорании горючего, в механическую энергию. Так как процесс сгорания происходит непосредственно в рабочем цилиндре двигателя, то такие двигатели называются двигателями внутреннего сгорания.

В двигателях внутреннего сгорания карбюраторного типа горючая смесь вводится в цилиндр и сгорает там, производя механическую работу. Продукты сгорания горючего выводятся из цилиндра и снова происходит заполнение цилиндра горючей смесью. Горючая смесь, поступая в цилиндр двигателя и перемешиваясь с оставшимися там отработавшими газами, образует рабочую смесь.

Рабочий цикл в цилиндре мотоциклетного двигателя может быть завершен за два такта (два хода поршня) или за четыре такта (четыре хода поршня).

Тактом называется часть рабочего цикла, совершаемая в основном при перемещении поршня от одной мертвой точки до другой.

Ходом поршня называется расстояние, проходимое поршнем от одной мертвой точки до другой.

В четырехтактных двигателях за период рабочего цикла происходит последовательное чередование следующих тактов: впуска, сжатия, расширения и выпуска.

В двухтактных двигателях за период рабочего цикла происходит последовательное чередование следующих тактов: сжатия, включающего окончание впуска горючей смеси и сжатие рабочей смеси, и расширения, включающего расширение, выпуск и начало впуска.

В рабочем цикле только в такте расширения совершается полезная работа. Остальные такты цикла являются подготовительными и служат для впуска и сжатия горючей смеси и выпуска отработавших газов.

Во время такта расширения предварительно сжатая рабочая смесь, воспламеняемая при помощи электрической искры, сгорает. При сгорании температура газов достигает 2200 °C. За счет повышения температуры давление газов в цилиндре резко увеличивается. Наибольшее давление газов в цилиндре достигает 35–40 кг/см 2. Под действием давления газов поршень перемещается от верхней мертвой точки к нижней.

Рассмотрим процессы, происходящие последовательно в цилиндре четырехтактного двигателя, предполагая, что двигатель работает при полном открытии дроссельной заслонки, потери на трение в двигателе отсутствуют и давление воздуха в картере двигателя постоянно и равно атмосферному.

В конце такта выпуска поршень начинает перемещаться от верхней мертвой точки к нижней, впускной клапан открывается. В результате перемещения поршня в такте впуска давление в цилиндре понижается до 0,8–0,85 кг/см 2, вследствие чего в него поступает горючая смесь. Во время впуска горючая смесь нагревается, а в конце впуска температура ее достигает 50-100 °C.

Раннее открытие впускного клапана позволяет создать проходное сечение в клапане достаточной величины к началу перемещения поршня от верхней мертвой точки к нижней, а также использовать для лучшего наполнения цилиндров подпор горючей смеси во впускном патрубке и отсасывающее действие отработавших газов в конце такта выпуска предыдущего рабочего цикла.

Изменение давления газов в цилиндре двигателя при перемещении поршня от верхней мертвой точки к нижней в такте впуска показано графически на рис. 5.

Рис. 5. Процесс впуска четырехтактного двигателя: V c— объем камеры сжатия; Vh — рабочий объем цилиндра; Р — давление внешнего воздуха; r — начало такта впуска; а — конец такта впуска.

На линии ОР отложено давление (в кг/см 2) в цилиндре двигателя, на линии OV — объем цилиндра. Расстояние V c соответствует объему камеры сжатия, V h — рабочему объему цилиндра. Отложим на линии ОР расстояние ОР0 ,соответствующее давлению в 1 кг/см 2, и проведем через точку Р0 линию, параллельную линии OV . Эта линия называется атмосферной линией и соответствует давлению внешнего воздуха. Кривая га показывает изменение давления в цилиндре двигателя в такте впуска.