К.П.Быков
П.В.Грищенко

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

Силовой агрегат. Двигатель.