История моторов Harley-Davidson Twin Cam, ч.1.

В прошлом посте в комментариях задали резонный вопрос: если моторы Эво были такими крутыми, как о них говорят, то почему от них отказались?

Я вам не скажу за всю Одессу весь Милуоки, но помимо теории заговора производителей, которым надо вытаскивать как можно больше денег из кармана потребителя, были и более объективные причины: конкуренция с японскими и европейскими производителями, выпускавшими на тот момент уже более объемные и мощные двигатели; необходимость соответствовать ужесточившимся экологическим требованиям и нормам по шумности и т.п. Кроме того, сами владельцы Харли часто переделывали свои Эво в погоне за большей мощностью, т.е. потребность в ней очевидно была. Да и моторы Evo не были такими идеальными, как хотелось бы: у них были проблемы со смазкой, подтеканием масла и другие.

Однако я не буду затевать вечный спор «олдскулеров»-любителей самостоятельно перебирать двигатели в своем гараже (за что особенно любили Evo — за простоту сборки-разборки) и «ненастоящих» мотоциклистов, предпочитающих только ездить, а «саночки чинить» отдавать в сервис. Каждому свое! Поэтому вернусь к истории.

Уже в 1992-м году назрела необходимость в увеличении мощности мотора: в Harley-Davidson видели, что делают в этой области тюнинговые компании и отдельные пользователи. Начались работы над новым двигателем c кодом Р-22, который впоследствие стал «Твин Камом». Это был новый двигатель, выполненный в старых традициях: 45-градусный верхнеклапанный V-twin с воздушным охлаждением.

H-D Electra Glide Classic 1999

Новый двигатель изначально был рассчитан на дальнейшую модернизацию: с бОльшим расстоянием между центрирующими штифтами (что позволяло увеличивать объем мотора посредством увеличения диаметра цилиндров), с рассчитанными на бОльшую нагрузку подшипниками, с усиленным картером.

2 декабря 1993 года впервые завели первый мотор новой серии Twin Cam 88 (1450 куб. см), он же Fathead («толстоголовый»).

H-D Convertible 2000

Концептуально это был новый «низ» с модернизированным «верхом» от Evolution: с увеличенным диаметром цилиндров, уменьшенным ходом поршней и приводом клапанов от двух распредвалов, расположенных снизу.

Изначально премьера нового мотора была намечена на 1997 год, но во время тестирования возникли проблемы с циркуляцией масла: оно просачивалось через все щели и сапун. Множество часов провел прототип со специальными стеклянными окнами на диностенде, чтобы инженерам были видны «пути» масла внутри. Выяснилось, что распределительная коробка осушалась неправильно. Тогда было решено изолировать ее от картера с помощью системы двойной откачки масла, встроенной в двигатель, а не с помощью внешней помпы, которая использовалась в старых Big Twin еще со времен Knucklehead.

H-D Electra Glide Standard 2000

Однако даже после внедрения этой системы масло продолжило неправильно откачиваться из картера. Оказалось, новая проблема заключалась в акустическом явлении, возникавшем из-за диаметра впускного отверстия масляного насоса. Казалось бы нелогичное решение — уменьшить этот диаметр — решило проблему!

H-D Fat Boy 2000

Новая 85-сантиметровая камера сгорания с плоским дном (bathtub), впервые появившаяся на гоночных автомобилях Maserati 250F в середине 1950-х, способствовала более эффективному сгоранию топлива, позволяла увеличить степень сжатия и делала двигатель более терпимым к октановому числу бензина.

В 1996 году первые мотоциклы с двигателем Р-22 (будущим Twin Cam) выехали в тестовые поездки. В процессе обкатки обнаружилась новая проблема: перегрев поршней и масла. Тогда после долгих споров с дизайнерами охлаждение поршней осуществили посредством впрыска масла через форсунки, расположенные в картере, под дно поршня, а также увеличив на 50% площадь поверхности охлаждающих ребер цилиндров.

H-D Night Train 2000

Кроме того, привод кулачков, которых было в новом моторе всего два (собственно, Twin Cam — «двойной кулак»), осуществлялся посредством бесшумной зубчатой цепи, а не шестеренок, которые свистели или стучали, если были слишком прижаты друг к другу или, наоборот, имели большой зазор.

H-D Super Glide Sport 2000

И вот наступил 1999 год — год выхода нового мотора Twin Cam 88 (1450 куб. см), который стал на 8% мощнее и на 10% тяговитее «Эволюшена» — 111-116 Нм. Степень сжатия — 8,8/9:1. В новом моторе сохранилось всего 18 деталей от Evolution. Корпус коробки передач прикреплен напрямую к задней части двигателя.

H-D Road King Classic 2000

Уже на следующий год, в 2000-м, Twin Cam обзавелся двумя балансирными валами и буквой В (Balance) в названии (63 л. с., 106 Нм). Из-за них мотор стал тяжелее на 6 кг, зато первичные вибрации снизились на 90%. Интересно, что, согласно исследованиям, проведенным компанией, владельцам Harley-Davidson не нравились вибрации во время движения, от которых водитель устает, но нравилось, как мотоциклы дрожат на холостых оборотах.

H-D Softail Heritage Springer (TCB) 2001

Однако зачем балансир городить, если можно было просто установить двигатель на резиновых подушках, спросите вы? Для Dyna это справедливо, но дизайнеры Харли посчитали невозможным портить ими внешний вид «Софтейлов». Кроме того, крепление КП напрямую к мотору не позволяло установить Twin Cam в раму Softail 1999 модельного года. Но уже с 2000 года «Софтейлы» оборудуются Twin Cam 88B.

H-D Softail Deuce (TCB) 2001

Двигатели Harley-Davidson

У двигателей Харлей Давидсон длинная и сложная история. Они могут быть легко опознаны по некоторым характерным признакам. Проще всего определить по форме головок цилиндров.

Содержание

F-head (IOE) [ править | править код ]

Производился с 1914 по 1929. Объем двигателя был 61″ или 1000 cm3 Название двигателя произошло от «intake/inlet over exhaust (IOE)» или «впуск над выпуском», другое название: F-head. Впускной клапан в головке цилиндров, выпускной в теле цилиндра.

FlatHead [ править | править код ]

«Плоскоголовый». Производился с 1930 по 1948. Объем двигателя был 45″ или 750 см3, 74″ или 1210 см3 и 80″ или 1340см3. Именно этим мотором оснащался ленд-лизовский WLA 42. Серийный трайк Servi-Car оснащался этим двигателем до 1973 года! Достаточно часто используется кастомайзерами. Характерные головки цилиндров с ребрами. Справа ребристая крышка. Зажигание в развале цилиндров.

Knucklehead [ править | править код ]

«Кулачноголовый». Производился с 1936 по 1947. Объем двигателя был 60″ или 1000 см3 в 1936 году, а 1941 году — 74″ или 1200 см3. Характерные «Кулаки» справа на головках.

PanHead [ править | править код ]

Cковородник. Производился с 1948 по 1965 пришел на замену FlatHead и был заменен Shovel`ом. Было две модели двигателя: модель «Е» — с 1948 по 1952 год объем двигателя был 61″ или 1000 см3 например EL, модель «F» с 1948 по 1965 год объем двигателя был 74″ или 1200 см3 например FL. Характерные крышки головок цилиндров — в виде кастрюль. Ребристая крышка справа.

ShovelHead [ править | править код ]

ЛопатоГоловый. Производился с 1966 по 1984, пришел на замену PanHead и был в последствии заменен Evo. С 1966 по 1978 объем двигателя был 73.66″ 1200 см3, модификация 1978-1984 имела объем 82″ или 1340 см3. Ранние ShowelHead очень похожи на PanHead, потому что сделаны на базе близкой к нему. Начиная 1969 года схожесть утрачена. Cамый ненадежный двигатель. Черная полоса — именно в это время Харлей был под контролем АМА. Именно в это время начались проблемы с надежностью. Именно с этого времени Харлей не может «отмыться» от стереотипов — ненадежен, ломается, ссыт маслом и т.д.

BlockHead — Evo [ править | править код ]

Эволюшн. Производился с 1983 по 1999, пришел на замену ShowelHead и был впоследствии заменен TwinCam. Объем двигателя 80″ или 1340 см3. Издалека очень похож на TwinCam. Отличать их можно по «крышке зажигания» (Timing Cover) справа, у Evo две заклепки вертикально, и по крышкам головок цилиндра — у Evo из ТРЕХ частей. Впервые на этом двигателе применен впрыск топлива (инжектор) в 1996 году.

Проблем с надежностью уже нет, компания вернулась обратно к семье «Харлеев-Давидсонов», качество на уровне.

FatHead — TwinCam [ править | править код ]

Производился с 1999 по наши дни, пришел на замену Evo. Объем двигателя с 1999 по 2006 88″ или 1450 см3, с 2006 по наши дни 96″ или 1580 см3. А также 103″ и 110″ соответственно 1680 см3 и 1800 см3. Бывают TwinCam 88A и 88В. В версии «В» оснащается балансировочными валами. Помимо выше всех перечисленных модификаций TwinCam, имелся дополнительный кит с объемом 113″ или около 1851 см3

Как устроен мотоцикл Harley Davidson

Фотография в заголовке некоторым образом прекрасна — для тех, кто понимает. А кто не понимает — я тому сейчас объясню.

На подиуме стоит самая топовая модель мотоцикла Harley Davidson из числа серийных — VRSCF V-Rod Muscle, продающаяся за совершенно невменяемые деньги. Но если вы приглядитесь — вы обнаружите, что подиум кое-как сварен из ржавых стальных уголков, через небрежную окраску которых уже вылезла ржавчина. Понимаете — подиум в шоу-руме, топовая модель, и ржавчина. И на это всем плевать. Это Америка, детка. У них всё вот так, включая мотоциклы. Красиво, если не приглядываться, и вроде работает, если не вникать в детали.

Многие уже в курсе, что у классического дыроцикла Harley-Davidson вращение от коленвала дрыгателя на коробку педерач передается РЕМНЕМ. Причем часто даже не зубчатым, а поликлиновым. Зубчатый ремень они стали применять сравнительно недавно, это подавалось прямо как великая инновация, суперхайтек. Потери — внушительные, но в США это никого не колыхало еще с довоенных годов. Вот здесь эта пердуха прекрасно видна:

Обычно ее закрывает уродливый кожух, потому что попади туда нога — и не будет ноги. Поэтому Харлеи стараются не фотографировать с левой стороны.

Конструкция эта взялась вот отсюда:

Это, прости Господи, 1909 год — у Harley-Davidson даже нет коробки передач и сцепления, мотор крутит заднее колесо ремнем напрямую, а чтобы плавно тронутся или остановиться — натяжение ремня ослабляют или увеличивают специальным роликом. Однако и потом ремень никуда не исчез — хотя появилось и нормальное сцепление, и коробка передач.

Почему так сделано? Четырехтактный двухцилиндровый V-образный мотор обладает очень неровной работой, и при жестком сопряжении с коробкой педерач создает большие ударные нагрузки на шестерни и характерную езду «толчками». Тупые пиндосы в те лохматые годы не додумались до пружинных демпферов с гасителями колебаний, и просто поставили ремень — он благодаря эластичности сглаживает пульсации до приемлимых.

Отчего же они решили использовать столь придурошный тип мотора? Так вышло исторически. Дело в том, что первые Харлеи были мопедами с одноцилиндровым моторчиком в 25 кубических дюймов. Вот такими:

Но когда появилась возможность продать мотоциклы в полицейское управление Детройта, штат Мичиган — оказалось, что такой моторчик слабоват. Дэвидсон с Харли не нашли ничего лучшего, кроме как прилепить на двигатель второй такой же цилиндр — увеличив мощность мотора вдвое.

Надо отметить, что они не были совсем уж дебилами и смогли осознать, что мотор работает неровно. Чтобы уменьшить неровность работы, они сдвинули цилиндры максимально близко, насколько это позволяли их размеры и диаметр картера двигателя. Так вышло, что цилиндры оказались расположены под углом почти ровно 45 градусов друг к другу — ну и так оно и пошло дальше.

Догадаться, что цилиндры можно поставить РЯДОМ — как-то у приятелей не получилось. Ну а оппозитная схема — это уже вообще что-то неверотяное, для этого надо было знать механику и иметь воображение, с чем у пиндосов было туго.

В общем-то, неровность работы мотора не сильно докучала, пока для привода заднего колеса использовался ремень, своей эластичностью сглаживавший толчки. Но стоило перейти на цепь — и мотоцикл стал двигаться заметными рывками.

В 1915 году у Харлея наконец появляется коробка передач. Она имеет столь же дурацкую конструкцию, как и двигатель — входной и выходной валы выполнены коаксиальными, шестерни приводов находятся с одной стороны:

Harley-Davidson коробка передач

Не, это реально кусок гугна — тут одна шестерня просто лишняя. Коробка была выполнена отдельно от двигателя и отдельно крепилась на раму. Такая конструкция (отдельно дрыгло, отдельно коробка) сохраняется на Харлеях до сих пор.

Harley-Davidson с пулеметом

К счастью, за сто лет даже конструкторы Харлея наконец догнали, что приводы выгодно разместить с разных сторон коробки передач, а саму коробку сделать не коаксиальной, а просто двухвальной.

В 1919 году Харли и Дэвидсон открыли для себя немецкие мотоциклы с оппозитным мотором — и тоже попытались выпустить такую модель, но было уже поздно — тупые реднеки привыкли в армии к харлеям с V-образным мотором и не поняли новацию. Так тупость покупателей сложилась с тупостью конструкторов, образовав на выходе «живую легенду» — мотоцикл, въехавший в 21 век с агрегатами образца 100-летней давности.

Да чо там — вы не поверите, но только достигнув скорости в 170 км/ч, конструкторы Харлея догадались, что переднее колесо тоже надо тормозить, и на нем появился тормозной барабан. До этого они были уверены, что стоит попытаться тормозить передним колесом — как мотоцикл сразу перевернется. Пиндосы тупые, да. Это прозрение случилось в 1926 году — когда на европейских мотоциклах давно уже ставились передние тормоза.

В 1929 году на модель D устанавливается V-образный твин объемом 45 куб. дюймов (позднее он получает название «flathead»). Собственно, именно его различные вариации устанавливаются на мотоциклы Харлея-Дэвидсона вплоть до 1972 года. Ха-ха, а вы говорите — «ВАЗ 40 лет крутил одно и то же». Реднеков по тупости никто не превзойдет.

Они настолько тупы, что периодически забывают то, что уже узнали. Например — забывают про передние тормоза:

Harley-Davidson 1970 года

В 1980 году до инженеров Харлей-Дэвидсон внезапно доходит, что двигатель для снижения вибраций можно крепить к раме через резиновые подушки. Ну как доходит — увидели, что японцы делают это уже лет двадцать. Появляется модель FLT с резиновыми прокладками, снижающими уровень вибрации. Другим нововведением является жестко связанные двигатель и пятискоростная трансмиссия. Чорт — уже лет сорок весь мир свинчивает коробку передач с двигателем, а на многих мотоциклах они вообще имеют отлитый зацело общий картер, но для HD это открытие.

В этом же году они догадываются использовать ремень из кевлара вместо цепи для привода не только коробки передач, но и заднего колеса. Якобы ремень обладает «более четким ходом», требует меньше регулировок и обслуживания.

В 1984 году повляется новый двигатель. Инженеры Харлея открывают для себя, что клапана, оказывается, можно расположить сверху, и открывать теми же древними толкателями через коромысла — как на авиационных моторах до 1-й мировой войны. Поразительная по смелости инновация для тупых реднеков.

В 1995 году конструкторы Харлея обнаруживают, что из-под капотов автомобилей совершенно исчезли карбюраторы. Вместо них стоят какие-то коробочки с проводами и прочая непонятная хренота. «Надо и нам такое» — догадались некоторые из них. Модель 30th Anniversary Ultra Classic® Electra Glide® (древний кусок гугна, который не жалко) становится первым серийным мотоциклом Харлея-Дэвидсона с последовательным электронным впрыском топлива.

Современный мотор Twin Cam 88

Как видите — на «современном» моторе до сих пор анахроничные штанги привода клапанов и качалки, и мотор по-прежнему не имеет общего картера с коробкой передач.

Разумеется, обилие хрома и лака способно придать блеск любому технически отсталому агрегату:

Но мы-то понимаем, да?

Мотоцикл Урал в США

Вот-вот. Еще одна «легенда» (довоенного БМВ).

комментариев 75

Для чопперастов очень познавательная статья, кинуть на какой-нибудь харли-чоппер-сайт и смотреть за бурлением.

Сделал. Наслаждался грохотом рвущихся пуканов.

Нижневальные мотодвижки до сих пор активно ставят китайцы. Скажем мой Стелс Дельта 200 как раз с таким. НО:
1. Штанги упрятаны в сам цилиндр. В народе конструкцию называют «ГРМ на китайских палочках для риса». Естественно никаких внешних труб со штангами как на Харлее или Урале там нет.
2. Двигатель вполне себе надежен и работает на оборотах до 7500 без красных зон. Красная зона начинается с 8500.
3. Этот двигатель родом их Японии 60ых годов.
4. Сейчас китайцы ставят на него балансирный вал. Харлей о таких показателях вибраций и не мечтает.

В принципе двигатель относительно беспроблемный, но китайцы постепенно от него отказываются в пользу вверхневальных движков. Вибраций еще меньше, а крутить можно больше.

Харлей с точки зрения технологий смотриться на фоне Стелса…эээ…толернатно-неонозначно, хотя красивше и с понтами. Ну и я на Стелсе в дальники ездил, нормально. Щас подумываю о новом моте. Так более опытные говорят: даже для трассы не бери чопер, задница вибрирует еще пол часа после поездки. Даже на японцах. На японцах это специально делают, чтобы америкосам угодить, типа чопер должен «тыр-тыр-тыр…». В результате на этом невозможно с комфортом ездить в дяльнобои.

Помню свои впечатления, когда после совкоциклов впервые сел на 400сс-Ямаху: прибавляю газ, ожидаю «ды-рынь, ды-рьнь, ды-рынь…» с отслеживанием оборотов по вибрациям. А мот тронулся на двух тысячах а дальше равномерный быстрый разгон с ощушением, что едешь на электрокаре. Тогда был в шоке. Когда купил себе китайский мот…ну он конечно не Ямаха, но и не совкоцикл.

Ямаха просто едет, а совкоцикл, как подозреваю и Харлей…ну ты или получаешь удовольствие от его двигателя (например прокатиться на таком неспешно по пустому городу иногда, почуять запах сгоревшей двухтактной смеси, ощутить набор с 1000 до 3000 оборотов…) или это невозможно повседневно эксплуатировать в посведневной жизни.

Это как Жигуль и гражданский Форд Фокус. Ездить постоянно лучше на Фокусе, но раз в годик можно красиво пройти поворот на закрытой трассе на Жигулях. Побороться с дибильными фазами ГРМ, чтобы поворот пройти на нужной тяге, а после при переключении все же попасть в нужные обороты и машина не дергалась. Кто побогаче — возьмет Додж Вайпер или вобще Катерхам СуперСевен. Но ездить на этом каждый день или лезть в ралли — ну нафик.