Силовой агрегат. Двигатель.

Двигатель — устройство, в котором тепловая энергия сгорающего топлива преобразуется в механическую энергию. Этот процесс протекает за несколько последовательных стадий: впуск топливной смеси, сжатие, расширение (сгорание) и выпуск. Двигатели тяжелых мотоциклов, рассматриваемых в данном издании, являются четырехтактными, т.е. рабочий цикл в них совершается за четыре хода поршня (вверх-вниз), что соответствует двум оборотам коленчатого вала.

Схема двигателя приведена на рис. 2.1.

В цилиндре 1 находится поршень 2, связанный через поршневой палец 3 с верхней головкой шатуна 4. Нижняя головка 5 шатуна соединена с кривошипом коленчатого вала 6, который, в свою очередь, связан с маховиком 7.

Крайние положения движущегося в цилиндре поршня называются мертвыми точками.

Положение, при котором поршень максимально удален от оси коленчатого вала — верхняя мертвая точка (ВМТ); положение, когда поршень находится на минимальном расстоянии от оси коленчатого вала, называется нижней мертвой точкой (НМТ).

Расстояние между верхней и нижней мертвыми точками называется ходом поршня, а пространство над поршнем, находящемся в ВМТ, объемом камеры сгорания.

Пространство в цилиндре, освобождаемое при перемещении поршня из верхней мертвой точки в нижнюю, называется рабочим объемом цилиндра. Сумма объема камеры сгорания и рабочего объема цилиндра составляет полный объем цилиндра.

Рис. 2.1. Схема двигателя внутреннего сгорания: 1 — цилиндр; 2 — поршень; 3 — поршневой палец; 4 — шатун; 5 — нижняя головка шатуна; 6 — коленчатый вал; 7 — маховик; 8 — картер

Отношение полного объема цилиндра к объему камеры сгорания называется степенью сжатия.

Эти показатели являются важнейшими техническими характеристиками двигателя. Их значения приведены в таблице 1.1.

Рабочий цикл четырехтактного двигателя начинается с такта впуска, затем следуют такты сжатия, расширения (рабочий ход) и выпуска.

Во время такта впуска цилиндр заполняется горючей смесью. Кривошип коленчатого вала поворачивается на пол-оборота, а связанный с ним шатун перемещает поршень от верхней мертвой точки к нижней. В это время впускной клапан открыт, выпускной клапан закрыт. По мере перемещения поршня увеличивается объем над поршнем, создается разрежение, и в цилиндр всасывается смесь бензина с воздухом. После заполнения цилиндра горючей смесью впускной клапан закрывается.

Во время второго такта — такта сжатия кривошип коленчатого вала совершает пол-оборота, заставляя поршень перемещаться от нижней мертвой точки к верхней. Оба клапана остаются закрытыми. При этом рабочая смесь сжимается, температура смеси повышается, распыленные частицы бензина переходят в газообразное состояние, происходит смешивание паров бензина с воздухом, в цилиндре.создаются благоприятные условия для сгорания рабочей смеси. В конце такта сжатия электрическая искра воспламеняет сжатую горючую смесь.

Начинается следующий такт — расширение. При сгорании рабочей смеси происходит химическая реакция соединения молекул бензина с молекулами кислорода. При этом выделяется большое количество тепла, давление образующихся в цилиндре газов резко возрастает. Под давлением газов поршень перемещается от верхней мертвой точки к нижней и при помощи шатуна вращает коленчатый вал двигателя. Оба клапана при этом закрыты. По мере перемещения поршня объем над ним увеличивается, давление и температура газов в цилиндре падают.

Во время четвертого такта — такта выпуска происходит удаление продуктов сгорания из цилиндра. Коленчатый вал под воздействием накопившего энергию маховика совершает следующие пол-оборота, поршень перемещается от нижней мертвой точки к верхней, впускной клапан при этом закрыт, а выпускной открыт. Отработавшие газы выталкиваются поршнем из цилиндра. Рабочий цикл заканчивается, начинается следующий.

Таким образом, в рабочем цикле четырехтактного двигателя только один такт — такт расширения — является рабочим, остальные три такта требуют затраты энергии.

Двигатели всех моделей мотоциклов тяжелого класса «Днепр» и «Урал» имеют одинаковую конструктивную схему (рис. 2.2 — 2.10). Они двухцилиндровые, четырехтактные, карбюраторные, с воздушным охлаждением и с оппозитным (расположенным в одной плоскости навстречу друг другу) размещением цилиндров в горизонтальной плоскости. Такая компоновка обеспечивает высокое уравновешивание кривошип-но-шатунного механизма и хорошие условия охлаждения двигателя.

Двигатель МТ8 мотоцикла «Днепр» К-650 представляет собой четырехтактный карбюраторный двигатель с воздушным охлаждением. В двигателе применен верхнеклапанный механизм газораспределения, установлен литой коленчатый вал из высокопрочного чугуна со съемными нижними головками шатунов и сменными вкладышами шатунных подшипников. В конструкции применены вкладыши автомобильного типа, взаимозаменяемые с вкладышами автомобиля «Москвич-408». В двигателе использована принудительная система смазки с центробежной очисткой масла, применены биметаллические цилиндры более эффективные, чем чугунные. Благодаря этому в двигателе низкая теплонапряженность, поршни в цилиндре установлены с зазором 0,05 — 0,07 мм. Двигатель надежный и долговечный.

Двигатель МТ9 — модернизированная модель двигателя МТ8. В нем используется прерыватель ПМ302 с автоматом опережения зажигания вместо прерывателя-распределителя ПМ05 с ручным управлением опережения зажигания. Двигатели МТ8 и IV1T9 имеют шести-вольтовую систему зажигания и шестивольтовый генератор постоянного тока Г-414.

В двигателе МТ10, в отличие от двигателя МТ9, используется двен-надцативольтовая система зажигания, на картере двигателя предусмотрено фланцевое крепление генератора Г-424.

Двигатель МТ10-36 отличается от двигателя МТ10 повышенной мощностью до 26,5 кВт (36 к.с). Это достигнуто увеличением диаметра головки впускного клапана с 37 до 40 мм, применением распределительного вала с новым профилем кулачка и повышением степени сжатия до 7,5 единиц. Частота вращения коленчатого вала увеличена до 5600 — 5800 об./мин. В связи с этим изменена форма углубления под клапанами на дне поршня. В двигателе МТ10-36 применяется карбюратор К301Д, который отличается от карбюратора К301Б диаметром диффузора и увеличенной пропускной способностью главного топливного цилиндра. Вместо прерывателя ПМ302-01 применяется прерыватель ПМ302-А с новой конструкцией автомата опережения зажигания.

С ноября 1978 г. выпускались поршни с радиусом сферы головки 72,5 мм. Их устанавливали на двигатель МТ 10-36 при работе на бензине марок А-72 и А-76 обычного исполнения со степенью сжатия 7.5 ед. и на двигателе экспортных мотоциклов для работы на высокооктановом бензине марки А-93 со степенью сжатия 8.5 ед.

Расстояние от оси поршневого пальца до наружной поверхности составляет 48,2 мм. В поршне изменена форма проточки под выпускной клапан.

С целью сохранения степени сжатия рабочей смеси, на двигатель МТ 10-36 установлен цилиндр, который отличается от цилиндра двигателя МТ8 и МТ9 высотой установочного размера. Расстояния между поверхностями, которые прилегают к картеру двигателя и головке цилиндра, составляет 107,7+0,14 мм.

Двигатель МТ10-32 (рис. 2.2 — 2.4) создан на базе двигателя МТ10-36. В отличие от предшественника он обладает повышенным крутящимся моментом при малых и средних частотах вращения коленчатого вала, что делает возможным значительно улучшить тяго-во-динамические показатели мотоцикла для эксплуатации в сельской местности. Максимальная скорость движения мотоцикла по шоссе -105 км/час, максимальная мощность в сравнении с МТ 10-32 уменьшена на 3 кВт, а частота вращения при максимальной отдаче мощности стала ниже на 700 об./мин. Характеристики двигателя МТ10-32 улучшены в результате применения распределительного вала с измененным профилем кулачков. Распределительный вал двигателя МТ10-32 полностью взаимозаменяем с валом предыдущей конструкции. Его можно устанавливать на двигатели МТ9, МТ10 и МТ10-36.

На двигателе МТ 10-32 вместо поршня МТ801-237 со сферичным дном установлен поршень с выталкивателем, который имеет плоское днище. Применение нового поршня дало возможность улучшить условия образования смеси в камере сгорания и снизить теплонапря-женность.

Кроме того, в двигателе МТ10-32 уменьшена ступень сжатия до 7,0 ед., установочный размер в цилиндре, в сравнении с цилиндром МТ 10-36, увеличен на 0,9 мм. Новые цилиндры можно устанавливать на все ранее выпущенные модели мотоциклов «Днепр» с двигателями типа МТ.

В модернизированном двигателе МТ 10-32 применяются карбюраторы К63Т.

Двигатель К-750-М — четырехтактный, двухцилиндровый, с боковым нижним размещением клапанов (рис. 2.8, 2.9). Коленчатый вал сборный. Шатуны установлены на роликовых подшипниках, цилиндры чугунные. По своей конструкции двигатель К-750М аналогичен двигателю М72, но имеет такие особенности: степень сжатия и давления выше; распределительный вал вращается на радиальном однорядном подшипнике и подшипнике скольжения; поршни имеют по два мас-лосъемных кольца; конструкция сапуна и конфигурация передней крышки распределительной коробки изменены; повышена эффективность системы вентиляции. По посадочным местам двигатели К-750М и М72 взаимозаменяемы.

Двигатель М67-36 Ирбитского мотоциклетного завода «Урал» имеет такие существенные отличия от двигателя МТ 10-32: его шатуны вместе с коленчатым валом составляют неразъемную конструкцию и их можно снять только с помощью специальных приспособлений; в нижнюю головку шатуна вставлен роликовый подшипник с сепаратором: цилиндры — чугунные. Крепление цилиндров и их головок раздельное. К картеру двигателя цилиндры крепятся шпильками. Толкатели с прямоугольной головкой имеют направляющие, оси коромысел установлены в специальные кронштейны, которые с помощью шпилек крепятся к головке. Головки впускных и выпускных клапанов имеют меньший диаметр. Система смазки низкого давления имеет полнопоточный бумажный масляный фильтр. Масляный насос вращается от распределительного вала. Газы из картера выталкиваются непосредственно в атмосферу через сапун.

По посадочным местам двигатели мотоциклов «Урал» и «Днепр» взаимозаменяемы.

Устройство двигателей мотоциклов «Днепр» МТ 10-32 и К-750. «Урал» М67-36 показано на рис. 2.2 — 2.10.

Двигатели, применяемые на мотоциклах «Урал» и «Днепр», включают в себя кривошипно-шатунный механизм, систему газораспределения, систему вентиляции картера, систему смазки.

Рис. 2.2. Двигатель МТ10-32 (горизонтальный разрез): 1 — крышка головки цилиндра; 2 — прокладка: 3 — головка правого цилиндра с клапанами; 4 — прокладка головки цилиндра: 5 — правый карбюратор; 6 -цилиндр; 7 — пробка заливного отверстия: 8 -пробка резиновая: 9 — кожух штанги; 10 — левый карбюратор; 11 — прокладка карбюратора; 12 — головка левого цилиндра с клапанами: 13 — свеча зажигания: 14 — прокладка генератора; 15 — датчик аварийного давления масла: 16 — поршень с кольцами и пальцами: 17 — стопорное кольцо поршневого пальца; 18 — впускной клапан; 19 — гайка крепления выпускной трубы: 20 — наконечник стержня клапана: 21 -правое коромысло; 22 -выпускной клапан; 23 -регулировочный болт: 24 -контргайка; 25 -нижняя тарелка: 26 — внешняя пружина клапана; 27 — внутренняя пружина клапана; 28 — верхняя тарелка: 29 -левое коромысло; 30 — сухарик

Рис. 2.3. Двигатель МТ10-32 (поперечный разрез): I — штанга; 2 — уплотнительная муфта: 3 — картер двигателя; 4 — толкатель; 5 — трубка вывода сапуна; 6 — специальная гайка; 7 — провод высокого напряжения; 8 — прокладка цилиндра; 9 — коленчатый вал с шатунами; 10 — поддон; 11 — прокладка поддона; 12 — дренажная трубка; 13 — маслосъемное кольцо; 14 — компрессорное кольцо: 15 — поршень; 16 — поршневой палец; 17 — стопорное кольцо; 18 — пружина; 19 — направляющая толкателя; 20 — толкатель

Рис. 2.4. Двигатель МТ10-32 (вертикальный разрез): 1 — шестерня привода масло-насоса; 2 — корпус переднего подшипника с маслонасосом; 3 — экран центрифуги; 4 — ведущая шестерня распределителя; 5 — прокладка; 6 — шайба центрифуги; 7 — уп-лотнительное кольцо; 8 — прокладка шайбы центрифуги; 9 — корпус центрифуги; 10-крышка центрифуги; 11 — уплотнительное кольцо; 12-держатель крышки прерывателя с планкой; 13 — прерыватель; 14 — гайка крепления крышки; 15 — сапун; 16 — стопорное кольцо; 17 — катушка зажигания; 18 — передняя крышка картера; 19 — передний подшипник распределительного вала; 20 — вал распределительный с шестерней; 21 — генератор с шестерней; 22 — маховик с пальцами сцепления; 23 — задний подшипник распределительного вала; 24 — сальник коленчатого вала; 25 — нажимной ведущий диск сцепления; 26 — ведомый диск сцепления; 27 — замыкающая шайба маховика; 28 — сегментная шпонка маховика; 29 — болт крепления маховика; 30 — задний подшипник коленчатого вала; 31 — ведущий упорный диск сцепления; 32 — промежуточный ведущий диск сцепления; 33 — прокладка поддона: 34 — сливная пробка; 35 — пружина сцепления; 36 — маслоприемник; 37 — маслосборная трубка; 38 — прокладка; 39 — передний подшипник коленчатого вала: 40 — крышка распределительной коробки; 41 — шплинт; 42 — пробка; 43 — пружина; 44 — шарик

Рис. 2.5. Двигатель МТ801 (поперечный разрез): 1 — крышка головки; 2 — ось коромысла: 3 — прокладка; 4 — левая головка цилиндра; 5 — штанга: 6 — кожух штанги; 7 — уплотнительный колпак; 8 — толкатель; 9 — распределительный вал: 10 — болт крепления хомута генератора: 11 — хомут генератора; 12 — генератор; 13-трубка вывода сапуна: 14-коленчатый вал: 15-картер двигателя: 16- гайка крепления головки цилиндра; 17- провод высокого напряжения: IX- наконечник свечи: 19- правая головка цилиндра; 20 — прокладка цилиндра; 21 — болт шатуна; 22 — крышка шатуна: 23 — вкладыш шатуна; 24 — прокладка поддона: 25 — поддон; 26 — гайка болта шатуна; 27 — шплинт; 28 — прокладка дренажной i рубки: 29 — дренажная трубка: 30 — шатун: 31 — цилиндр; 32 — маслосъемное кольцо; 33 — компрессионное кольцо: 34 — прокладка головки цилиндра; 35 — поршневой палеи: 36 — поршень: 37 — втулка; 38 — гайка крепления крышки головки

Рис. 2.6. Двигатель МТ801 (продольный разрез): 1 — передняя крышка картера; 2 — прерыватель-распределитель: 3 — сальник распределительного вала; 4 — сапун; 5 — шестерня распределительного вала: 6 — бумажная прокладка; 7 — уплотнительная прокладка генератора; 8 — передний подшипник распределительного вала; 9 — задний подшипник распределительного вала; 10 — упор генератора; 11 — маховик; 12 — винт крепления упорного диска сцепления; 13 — шпилька крепления коробки передач; 14 — ведомый диск сцепления: 15 — промежуточный ведущий диск сцепления: 16 — ведомый диск сцепления: 17 — нажимной ведущий диск сцепления; 18 — болт крепления маховика: 19 — замочная шайба; 20 — маслоотражательная шайба; 21 — сальник коленчатого вала; 22 — задний подшипник коленчатого вала; 23 — сливная пробка; 24 — прокладка; 25 — пружина сцепления; 26 — пружина редукционного клапана; 27 — редукционный клапан; 28 — маслоприемник; 29 — маслозаборная трубка: 30 — гайка крепления трубки; 31 — корпус маслонасоса; 32 — ведомая шестерня масло-иасоса; 33 — прокладка корпуса маслонасоса; 34 — крышка корпуса маслонасоса: 35 — ведущая шестерня маслонасоса: 36 — корпус переднего подшипника; 37 — шестерня привода маслонасоса: 38 — передний подшипник коленчатого вала: 39 — экран цен-рифуги; 40 — ведущая шестерня распределения; 41 — крышка центрифуги; 42 — корпус центрифуги; 43 — крышка распределительной коробки

Рис. 2.7. Двигатель МТ801 (горизонтальный разрез): 1 -датчик аварийного давления масла: 2 — гайка крепления выпускной грубы; 3 — уплотнигеЛьное кольцо: 4 — уплотнительиое разрезное кольцо: 5 — седло клапана; 6 — клапан: 7 — направляющая клапана; 8 — наружная пружина клапана: 9 — внутренняя пружина клапана; 10 — верхняя тарелка; I 1 — сухарь: 12 — коромысло: 13 — контргайка: 14 — регулировочный болт; 15 — нижняя гарелка; 16 — прокладка: 17 — прокладка карбюра юра: 18 — карбюратор

Рис. 2.8. Двигатель К-750М (поперечный разрез): 1 — головка цилиндра; 2 — свеча зажигания; 3 — цилиндр; 4 — винт крышки; 5 — крышка клапанной коробки; 6 — прокладка; 7 — хомут генератора; 8 — толкатель; 9 — направляющая толкателя; 10 — болт регулирования толкателя с контргайкой; 11 — нижняя тарелка клапана; 12 — сухарик; 13 — кла-: пан; 14-пружинаклапана: 15-верхняятарелка клапана; 16-уплотнительнаяпрокладка; 17 -болт крепления головки цилиндра; 18 — прокладка головки цилиндра; 19 — поршень: 20 — компрессорное кольцо поршня; 21 -маслосъемное кольцо поршня; 22 — na-i лец поршня; 23 — втулка малой головки шатуна; 24 — шатун: 25 — прокладка цилиндра; 2о — трубка масляной магистрали; 27 — подшипник нижней головки шатуна; 28 — вентиляционная труба сапуна

Рис. 2.9. Двигатель К-750 (продольный разрез): 1 — коленчатый вал; 2 — замочная шайба; 3 -болт крепления маховика; 4 — маховик; 5 — упор генератора; 6 — маслоуловитель; 7 — распределительный вал; 8 — подшипник распределительного вала; 9 — крышка распределительной коробки; 10-генератор: 11 — шестерня генератора: 12 — прокладка генератора: 13 — шестерня распределительного вала; 14 — сапун; 15 — передняя крышка картера; 16 — сальник: 17 — шестер- крышка корпуса подшипника: 19 — корпус подшипника: 20 — уплотнительная прокладка: 21 — картер; 22 — прокладка поддона: 23 — корпус заднегаподшиппика коленчатого вала: 24 — прокладка; 25 — сальник: 26 — прокладка; 27 — пробка сливного отверстия: 28 — крышка корпуса масляного насоса; 29 — шестерня масляного насоса: 30 — поддон: 31 — фильтр масляного насоса; 32 — корпус масляного насоса; 33 — прокладка корпуса масляного насоса; 34 — муфта соединительная: 35 — прокладка: 36- пробка заливного отверстия с мерным стержнем; 37 — соединительная штанга; 38 — втулка шестерни привода масляного насоса; 39 — шестерня привода масляного насоса; 40 — пробка

Рис. 2.10. Двигатель М67-36 мотоцикла «Урал» (поперечный разрез): 1 — генератор; 2 — распределительный вал; 3 — толкатель; 4 — направляющая толкателя; 5 — уплотнительный колпак; 6 — штанга толкателя; 7 — кожух штанги (трубка); 8 — цилиндр; 9 — поршень; 10 — головка цилиндра; 11 — клапан; 12 — пружина клапана; 13 -болт регулировочный; 14 — кронштейн оси коромысла; 15 — контргайка болта регулировочного; 16 — коромысло; 17 — ось коромысла; 18 — крышка головки цилиндра; 19 — шпилька крепления головки цилиндра; 20 — прокладка; 21 — стойка оси коромысла; 22 -смазочная линия; 23 — прокладка; 24 — трубка цилиндра дренажная; 25 — компрессионное кольцо; 26 — маслосъемное кольцо; 27 — поршневой палец; 28 — шатун; 29 — роликовый подшипник; 30 — палец коленчатого вала; 31 — картер двигателя; 32 — поддон; 33 — щека коленчатого вала; 34 — гайка крепления цилиндра; 35 — наконечник свечи; 36 — провод высокого напряжения