Aklaypart.ru

Авто Журнал
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Устройство работы двигателя мотоцикла

Карбюраторы мотоциклетного типа. Основные принципы

Здравствуйте, уважаемые читатели. Представляю вашему вниманию статью, посвященную карбюраторам мотоциклетного типа.

Наверняка многие из вас ездили на мотоцикле, а кто-то даже имеет его в собственности. Может быть, вы бывали на картодроме и с азартом соперничали на трассе под свист резины и рокот мотора. А может, вы просто по выходным обустраиваете дачу с помощью бензоинструмента. В этих и многих других случаях мы имеем дело с малолитражными двигателями внутреннего сгорания под управлением карбюратора. Но что это за деталь? Для чего нужна и из чего состоит? На какие характеристики влияет, как регулируется? На эти и ряд других вопросов вы сможете найти ответы в предлагаемой статье.

Давайте конкретизируем вопросы, которые рассмотрены по ходу повествования.

  • В первой части будут рассмотрены основные вопросы образования и воспламенения горючей смеси.
  • Вторая часть посвящена главной дозирующей системе, в ней же приводится описание методики подбора главного топливного жиклера по анализу состояния свечи зажигания.
  • Третья часть посвящена вопросам формы и особенностям конструкции диффузора и дроссельной заслонки.
  • Система холостого хода рассмотрена в четвертой части, помимо этого в ней рассматриваются вопросы работы системы в переходных режимах.
  • В пятой части рассмотрен ряд вспомогательных устройств карбюратора, описываются их назначения, конструкции и способы регулировки.
  • Шестая часть посвящена карбюраторам с постоянным разрежением у распылителя, получившим широкое распространение на четырехтактных двигателях.

Сегодня рассмотрим только первую часть. В виду большого объема предлагаемого к изучению материала части статьи будут сформированы как отдельные публикации.

P.S. Я понимаю, что материал подобного рода имеет только косвенное отношение к тематике портала. Однако и здесь в категории транспорт есть статьи, посвященные самодельному двухтактному ДВС и даже паровому двигателю. Эти примеры мотивировали меня опубликовать работу. Помимо этого, публикация на таком авторитетном и хорошо индексируемом ресурсе, как Хабр, поможет распространить материал и донести его до аудитории, интересующейся непосредственно карбюраторами. Всем приятного и, надеюсь, полезного чтения!

КЛАССИФИКАЦИЯ,МОТОЦИКЛОВ

Мотоциклы.

Различают мотоциклы-одиночки и мотоциклы с коляской (трехколесные). К трехколесным мотоциклам относятся также специальные трехколесные коляски. Для облегчения сравнительной оценки мотоциклы классифицируют по их назначению, рабочему объему двигателя, его рабочему процессу и числу цилиндров. В зависимости от назначения мотоциклы разделяют на дорожные, спортивные и специальные.

У дорожных мотоциклов-одиночек (см. рис. 3) и мотоциклов с коляской (рис. 4) скорость и ускорение достаточны для нормальной эксплуатации на различных дорогах, и мотоциклы хорошо преодолевают подъёмы. Изготовленные в массовом производстве Для широкого круга потребителей эти мотоциклы имеют относительно невысокую стоимость, работают на автомобильных бензинах с невысоким октановым числом и не требуют особого ухода.

Тут приведены основные данные дорожных мотоциклов. Спортивные мотоциклы-одиночки (рис. 5, а) и мотоциклы с коляской (рис. 5, б) по сравнению с дорожными мотоциклами имеют лучшие динамические качества, т. е. более высокие максимальные скорость и ускорение, легче преодолевают подъемы, но рассчитаны на использование бензина с более высоким октановым числом и имеют более высокую стоимость. Эти мотоциклы часто производят на базе дорожных мотоциклов путем повышения мощности двигателя, изменения передаточных отношений коробки передач, увеличения надежности силовой передачи и экипажной части, использования специальной оснастки, требующейся для различных видов соревнований. Для управления этими мотоциклами и ухода за ними водитель должен иметь более высокую квалификацию. Разновидностью спортивных мотоциклов являются — так называемые спортивно-гоночные мотоциклы (рис. 5, в), которые, кроме перечисленного выше, отличаются высоким максимальным числом оборотов двигателя, наличием обтекателя и другой специальной оснастки (например, седел и подножек для лежачей посадки, неглубоких щитков); такие мотоциклы не пригодны для обычной эксплуатации.

К специальным спортивным мотоциклам относятся рекордно-гоночные мотоциклы (рис. 6, а), которые в основном предназначены для заездов с целью установления рекордов скорости и выпускаются единичными экземплярами, а также довольно широко распространенные мотоциклы для соревнований по гравиевой дорожке и льду (рис. 6, б). Мотоциклы последнего типа (рабочий объем цилиндра двигателя 500 см3, степень сжатия 14) развивают мощность 50 л. с. У этих мотоциклов нет тормозов и пускового механизма, они пригодны к использованию только в пределах стадиона или трека.

К специальным, мотоциклам относятся также сложные и дорогостоящие мотоциклы повышенной проходимости с приводом колеса коляски, мотоциклы с противопожарным, оборудованием и т. п. В зависимости от рабочего объема цилиндров двигателя мотоциклы разделяются на сверхлегкие (рабочий объем 50—100 см9), легкие (рабочий объем 125—250 см3), средние (рабочий объем 350—500 см3) и тяжелые (рабочий объем свыше 500 см3).

Читать еще:  Alfa romeo 159 тюнинг двигателя

На мотоциклах устанавливают двухтактные и четырехтактные (с нижним и верхним расположением клапанов) двигатели. Мотоциклы имеют одно-, двух-, трех- и четырехцилиндровые двигатели. Преимущественно применяются одно- и двухцилиндровые двигатели.

Мотороллеры.

Мотороллеры-одиночки пригодны для езды с пассажиром. Расположение основных частей мотороллера показано на рис. 7. Кроме двухколесных мотороллеров, имеются трехколесные мотороллеры различных типов. Они представляют собой трехколесные коляски (мотокары) или имеют прицепную коляску, как мотоциклы.

На мотороллерах устанавливают двигатели, рабочий объем которых равен 50—250 см3. Максимальная , скорость мотороллеров ниже, чем мотоциклов с таким же рабочим объемом двигателя, а масса (вес) — больше. Ниже даны краткие технические характеристики отечественных мотороллеров (пассажирских и грузовых).

Мопеды.

Мокики

Мотовелосипеды.

Мотовелосипеды представляют собой обычные или собранные из более прочных деталей велосипеды (рис. 9, в) с двухтактным одноцилиндровым двигателем, имеющим рабочий объем 35-50 см3. От мопедов они отличаются отсутствием коробки передач. Однако некоторые мотовелосипеды имеют устройство для переменных передач. Широко распространенный велосипедный двигатель Д-4 (рис. 10) имеет диаметр цилиндра 38 мм, ход поршня 40 мм, рабочий.объем 45 см3, степень сжатия 5,2, максимальную мощность 1 л. с. при 4000—4500 об/мин. Двигатель оборудован поплавковым карбюратором, магнето, двухдисковым полусухим сцеплением. Передача к заднему колесу цепная. Расход топлива при скорости 20—25 км/ч составляет 1,5 л на 100 км пути.

Двигатель Д-5, являющийся усовершенствованной конструкцией двигателя Д-4, развивает мощность 1,2 л. с. при 4500 об/мин, расходует не более 2 л топлива на 100 км пути, обеспечивает скорость до 45 км/ч. На велосипеде двигатель может быть установлен в различных местах: в средней части, под кареткой, на передней вилке, над задним колесом, в колесе, на дополнительном колесе цепная, ременная, и зубо-ременная передачи, а также передача резиновым роликом, на покрышку колеса.

Базовые технические характеристики электромотоциклов

Основными функциональными параметрами транспорта являются запас хода (километраж дистанции на едином заряде батареи) и скорость электромотоцикла. Максимально возможная скорость устройства зависит от мощности двигателя. Обычно модели оснащаются производительными двигателями в десятки тысяч ватт. Электробайки разгоняются до скорости в 160-190 км/ч, а 100 км/ч достигают за 4-5 с.

В качестве источника электричества используется электрический аккумулятор или водородный топливный элемент. Большинство моделей оборудованы литий-ионными АКБ. Запас хода электромотоцикла обычно составляет от 30 до 320 км. Рекуперация подзаряжает батарею в случае остановки и медленной езды, что заметно увеличивает пробег.

Зарядка электромотоцикла осуществляется на специализированной заправке или в условиях бытовой электрической сети. Оптимальная длительность заряда составляет от 4 до 8 часов. Специальное устройство для ускоренной подзарядки позволяет сократить этот период до 2 часов.

Все наверное(большинство) представляют как работает двигатель внутренеего сгорания в общих чертах,
но иногда появляются заблуждения и мифы по поводу работы и значения того или иного кусочка пластика или металла.
Описать принципы и развеять некоторые заблуждения мне хотелось уже давольно давно.

Начну думаю с систем приготовления топливной смеси и некоторых особенностях оных.
Карбюраторов, устанавливаемых на мотодвигатели существует великое множество, но основную пальму первенства
держат карбюраторы постоянного разряжения.

Устройство довольно простое — Диафрагма связанная с заслонкой и дозирующей иглой. Открываем заслонку
(может быть отдельным узлом после карбюратора) появляется разница давлений над и под мембраной
(в силу закона Бернулли), эта разница начинает поднимать заслонку с иглой. Все, профит, смесь получена и летит в камеру сгорания,
А вот качество смеси здесь регулируется положением иглы(конической формы) относительно заслонки.
Такие карбюраторы обязательно требуют установку рессивера, для создания незначительного сопротивления воздушному потоку, по этому они отказываются адекватно работать с нулевиками.
Плоскодроссельные карбюраторы — там заслонка карба дергается непосредственно тросом ручки газа + ко всему дозирующая игла иногда имеет очень хитрое устройство — она сама является распылителем топлива

Принцип работы почти тот-же, но здесь нет задержки на поднятие мембраны и мотор отзывается на ручку газа намного быстрее, но такие карбы требуют четкой настройки и иногда ускорительных насосов, так как устройство этого карба не позволяет скомпенсировать резко изменившийся поток воздуха таким же количеством топлива.
Инжектор.
Вот на нем я остановлюсь чуть подробнее.
Сама по себе система приготовления топлива здесь — это форсунки и воздушная заслонка и… и все =) Всем остальным занимается ЭБУ(электронный блок управления)
Но и здесь не все так просто, а иногда и сложнее чем кажется.
Инженеры, получив возможность играться с подачей топлива так, как им хочется и нравится, унеслись в бурный поток фантазии и мыслей, о том как снять еще больше лошадей с двигателя, как сделать его экономичнее, эластичнее и вообще приблизить сферическому двс в вакууме.
Тут, для приготовления требуемой смеси одной заслонки маловато, потому потребовался набор датчиков, из года в год возрастающий —
датчики учета воздуха, который съедает мотор, всевозможные датчики положений(дпкв, датчик фазы, дпдз) и куча датчиков температур, и как только блоки управления получили возможность задавать угол опережения зажигания — датчик детонации(широкополосный и резонансный)

Читать еще:  Фланцевые двигатели что это

Теперь пора бы разобраться со всем этим барахлом.

ДПКВ — датчик положения коленчатого вала — в некоторых системах служит и для определения момента впрыска топлива(моновпрыск, попарно параллельный впрыск) Основное назначение — следить за положением коленвала и следить за равномерностью вращения его же
Современные ЭБУ определяют по этому датчику так же как работает каждый из цилиндров — в каком был пропуск воспламенения, какой отдает меньше энергии, какую в целом мощность развивает двигатель.
Обычно индуктивные(катушка медной проволоки на гвозде с магнитом), иногда работают на принципе холла.

Датчик фазы — датчик положения распредвала(обычно только впуск, но на двигателях с системой VTEC и им подобной их два — на впуск и выпуск) С помощью этого датчика мозги определяют, когда будут открыты клапана какого цилиндра и в зависимости от условий в какой период такта впуска сколько топлива влить.
Чаще всего работают по принципу холла. Очень редко бывают индуктивными, иногда бывают оптическими, но это большая редкость.
Как отличить от дпкв — к датчику фазы почти всегда подходит 3 провода, питание, земля и сигнальный.

ДПДЗ — Датчик положения дроссельной заслонки — на показаниях этого датчика выстраивается картина наполнения цилиндров топливной смесью, требуемая мощность двигателя в данный момент, требуемый крутящий момент, необходимое ускорение и угол опережения зажигания.
Представляет из себя обыкновенный переменный резистор, он же потенциометр.

Датчик детонации — определяет возникновение как следует из названия наличия детонации в данный момент. Как только мозг получает об этом сигнал — в тот же момент меняется угол опережения зажигания и топливная смесь. Всегда закрепляется в районе головки блока цилиндров.
Как и говорил — их бывает два вида — широкополосные и резонансные.
Широкополосный датчик — основан на пьезоэффекте и генерирует сигнал от любых колебаний двигателя и в том числе скажет о наличии детонации при попадании камушка из под колеса в картер мотора или удара колеса о препятствие, для лечения таких косяков ставят датчики неровной дороги(суть та же, но устанавливается на шасси двигателя)
Резонансный датчик(частотный) — тот же принцип работы, но реагирует только на возникновение детонации, потому и установлен на 70% мототехники.

Датчики учета расхода воздуха — их можно поместить в отдельный класс, так как на основе их показаний и формируется топливовоздушная смесь.
Сдесь тоже доминирует 1 тип датчиков — ДАД (датчик абсолютного давления)
Так же существует еще с десяток методов определения расхода воздуха.
Сюда же можно отнести и датчики температуры впускного воздуха и температуры двигателя.

И последнее — лямбда зонд, он же датчик кислорода в выхлопе, бывают 2-х видов, широкополосные и узкополосные, первые способны сообщить о составе смеси в пределах от 3 до 20, вторые могут сообщить 3 результата — смесь обеднена, обогащена и стехиометрическая смесь.
О принципах работы при желании расскажу в отдельной теме.

Вот теперь можно попытаться представить как же все это работает.
Если карбы готовят смесь исходя из одного постоянного закона, который учитывает и давление, и температуру воздуха, то вот с инжектором все происходит куда интереснее!
Первое что делает мозг — контроль положения коленвала — как только получен сигнал о необходимом положении(если есть датчик фазы — о том, какой цилиндр сейчас будет втягивать смесь) запускается алгоритм расчета необходимого количества топлива — опрос датчиков температуры, холодный ли двигатель<требуется ли обогащать смесь для нормальной работы и режима прогрева>, температура воздуха — для точного расчета массы воздуха, датчика абсолютного давления(идет пересчет, усредняется давление за весь такт впуска в тракте после заслонки, включаются механизмы коррекции учитывающие реальную модель двигателя, далее пересчитывается масса воздуха в цилиндре с учетом температуры воздуха и давления воздуха в момент включения зажигания), так после чего анализируется состояние датчика положения дросселя(На сколько резко был открыт дроссель, на какой угол открыт, на какой угол был открыт в прошлом цикле вычисления, етц) из чего формируются данные по коррекции смеси в ту или иную сторону, после чего моск залезает в табличку с данными о форсунках, смотрит показания с датчика давления топлива и высчитывает на сколько милисекунд требуется открыть форсунки с учетом оборотов двигателя для корректировки лага форсунок(время открытия закрытия), и наконец то после этого после такта сжатия именно в этом цилиндре происходит процесс поджига искры, который тоже кстати сказать учитывает и обороты двигателя, и бортовое напряжение и температуру воздуха.
После вспышки производится подсчет времени, за которое специальный участок на зубчатом шкиве(пластинке) прошел специальный участок, формируется вывод о полученной мощности с учетом оборотов и положения заслонки, далее учитывается состояние смеси по лямбда зонду для корректировки следующего такта вычислений.
Сюда не попало еще овер дофига всяких механизмов, измерений и вычислений, это тема уже не для этого топика =)

Читать еще:  Чип тюнинг двигателя volvo s40

Итак тут рассмотрены механизмы приготовления топливовоздушной смеси, в следующей статейке опишу что такое велостаксы, впускной ресивер и с чем все это едят.

Система охлаждения поршней мотоцикла

Существует четыре пути охлаждения поршня, первым из которых являются поршневые кольца.

  1. Главная роль отведена именно первому кольцу, которое расположено ближе к днищу. Этот путь является самым коротким к охлаждающей жидкости. Кольца являются прижатыми одновременно к поршневым канавками и к стенке цилиндра. Ими обеспечивается свыше половины теплового потока.
  2. Вторым путем является масло в двигателе. Именно оно имеет доступ к самым нагретым частям двигателя. В связи с этим, существенная часть тепла уносится масляным туманом в поддон картера.
  3. Третий путь поршневого охлаждения пролегает сквозь массивные бобышки в палец, после чего тепло попадает в шатун, после которого оно попадает в масло. Данный путь является менее интересным, поскольку во время его преодоления существуют еще тепловые сопротивления, такие как зазоры и стальные детали, которые обладают существенной длиной и низким коэффициентом теплопроводности.
  4. Четвертый путь заключается в том, что тепло забирает свежая топливовоздушная смесь, которая только что поступило в цилиндр.

Не смотря на такое, казалось бы, достаточное количество путей охлаждения поршня мотоцикла, все таки наиболее важным является отдача тепла посредством поршневых колец. Если этот путь перекрыть, то у двигателя не будет шансов выдержать большие нагрузки в течении длительного времени. Это приведет к значительному повышению температуры и расплавлению поршня, что, в свою очередь, разрушительно повлияет на двигатель.

«Мокрый» и «сухой» картер

В четырехтактных двигателях используют три способа подачи масла:

подача под давлением.

Причем большинство трущихся пар смазываются под давлением от масляного насоса. Но есть и те, которые смазываются масляным туманом, образующимся вследствие разбрызгивания кривошипно-шатунного механизма, а также детали, к которым масло стекается по каналам и желобам. При этом поддон картера служит резервуаром. Его называют в этом случае «мокрым».

В других мотоциклах предусмотрена система «сухого» картера, где одной секцией масло откачивается в бак, а другой подается под давлением к местам трения.

В духтактниках смазка происходит маслом, которое находится в парах топлива. Его смешивают с бензином предварительно, или во впускном патрубке оно подается насосом-дозатором. Этот последний вид получил название «система раздельной смазки». Он особенно распространен на зарубежных моторах. В России система входит в двигатель мотоцикла «Иж Планета 5» и «ЗиД 200 Курьер».

Система выпуска

Выпускная система состоит из цилиндрического выпускного канала, патрубка и глушителя. В двухтактниках от размеров и формы деталей системы напрямую зависят экономичность и мощность. Поэтому для них используют выпускные системы на каждом цилиндре в отдельности. Они имеют резонатор, патрубок и глушащую насадку.

У четырехтактников выпуском управляют клапаны газораспределительной системы, поэтому резонанс в них особой роли не играет. В них обычно все патрубки сводятся к единственному глушителю.

На некоторых мотоциклах выпуски снабжены каталитическими нейтрализаторами, снижающими токсичность выбросов (они установлены, например, на двигатели Honda и других японских производителей). Такие устройства были разработаны вследствие ужесточающихся требований к отработавшим газам в странах Евросоюза, США и Японии. Для того чтобы предотвратить обратный выброс смеси из цилиндров на холостом ходу и малом вращении коленчатого вала, в выпускных системах многих мотоциклов предусматриваются специальные мощностные клапаны.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector