Двухтактные и четырехтактные двигатели и их основные понятия. Мотоциклы четырехтактные

ГЛАВА 17. ЧЕТЫРЕ ТАКТА. Используем преимущества четырёхтактного мотора

Мотоциклы с двигателями разных типов по-разному проходят повороты. Двухтактники обладают взрывной мощностью, поэтому на них можно практически остановится в повороте и, развернувшись на пятачке, выстрелить на выход. Четырёхтактники такой шикарной возможностью не балуют, поскольку они тяжелее и медленнее раскручиваются. На них нужно заходить пошире, открывать газ как можно раньше и мощно ускоряться на выходе.

Появление на рынке агрессивных четырёхтактных мотоциклов от Yamaha, KTM, Husaberg и Honda открыло глаза многим гонщикам. Теперь слово «четырехтактный» не считается синонимом слов «медленный», «тяжелый» и «устаревший». Эти байки на равных конкурируют с двухтактниками, а некоторых видах даже имеют перед ними преимущества.

На самом деле все началось много лет назад, в 1998 году, когда Дуг Хенри на YamahaYZ400F выиграл чемпионат страны по мотокроссу в классе 250сс. В том же году Джоэл Сметс выиграл чемпионат мира по версии FIM в классе 500сс, а Скотт Саммерс на большеобъемном Honda XR600R победил на нескольких этапах AMA Grand National Cross Country Championships. Если вы думаете, что альтернативы двум тактам нет – подумайте ещё.

Объём мотора – главное отличие между двумя схемами. Из него вытекает отличие в характере подачи мощности, а это в свою очередь влияет на поведение мотоцикла. Поведение на торможении, работа подвески, техника старта – меняется все, а значит нужен и другой стиль вождения. Конечно, это не абсолютно новый стиль, многие приемы похожи, но если вы понимаете разницу между двумя типами моторов, вы будете ездить лучше.

Четырёхтактники не очень любят колеи, но очень любят профилированные повороты, особенно если они широкие.

Двигатель

В зависимости от того, оснащен или нет четырехтактный мотор автоматическим декомпрессором, меняется и процедура старта. Как правило, на четырёхтактнике стартовать сложнее, но, если вы потратите некоторое время на тренировки, вы с ним справитесь не хуже двухтактных собратьев.

Старт – сильное место всех четырехтактников. Поскольку они меньше буксуют, управлять разгоном легче. На снимке Крейг Андерсон (№ 109) на Yamaha YZ250F захватывает лидерство с первых метров дистанции.

В момент, когда вы отпустите рычаг сцепления, вы почувствуете разницу в отдаче мощности. Как правило, четырехтактники меньше буксуют и обеспечивают заднему колесу лучшее сцепление. Это очень хорошо для разгона, именно характер крутящего момента и делает четырехтактные моторы уникальными.

В большинстве случаев, четырёхтактники не любят активного использования сцепления. Оно может быть полезно, но его роль далеко не так важна, как в двухтактном случае. Четырёхтактники лучше всего работают, когда газ добавляется плавно. Мотор обеспечивает большой момент на низах, а обилие дополнительных деталей, типа цепи привода ГРМ или распредвала, не дает ему возможности раскрутиться быстро, поэтому игра сцеплением не даст привычного в двухтактном мире взрыва. Плавная работа газом и минимальная помощь сцеплением – вот и все, что нужно четырехтактному мотору.

Четырёхтактники в самом начале разгона ведут себя несколько вяло. Наибольшая отдача мотора достигается на средних и высоких оборотах. Это значит, что при старте с места двухтактник выстреливает лучше четырехтактника равной мощности. Но чуть позже четырёхтактник набирает обороты и вполне способен нагнать двухтактного собрата до следующего препятствия. Короче говоря, как правило четырёхтактники выглядят лучше в конце прямых, чем в начале. Именно поэтому четырехтактники очень хороши при езде по грязи и косогорам, то есть в тех местах, где пробуксовка заднего колеса крайне нежелательна.

Игра со сцеплением – важный прием управления двухтактного мотоцикла, особенно если его двигатель маленького объема. Четырёхтактный мотоцикл позволяет открывать газ в повороте раньше и выйти на рабочие обороты только газом, без помощи сцепления. Конечно, иногда и четырёхтактному мотору нужно помочь сцеплением, однако слишком активное его использование может стоить вам финиша. Если сцепление поджарится, вы не сможете пользоваться им эффективно, пока двигатель не остынет.

Четырёхтактным моторам не нравится слишком активная работа сцеплением. В большинстве случаев, они перегреваются и их мощность снижается. Как правило, с ходом гонки ситуация лучше не становится, а в худшем случае мотор может и заклинить.

На узких трассах лучше использовать всю ширину, чтобы как можно меньше терять ход. В этом случае вы сможете оставаться в рабочем диапазоне оборотов. Конечно, всё зависит от объема мотора и степени его доработки. Правило номер один – чем больше мотор, тем больше траекторий подходит гонщику. Например, из-за того, что Дуг Хэнри и Джимми Баттон гоняются в суперкроссе на Yamaha YZ400, они вынуждены прокладывать более широкие траектории, чем их соперники на двухтактных 250-ках. Им нужен лучший ход на гребёнке, большая точность на технических препятствиях и более широкое прохождение поворотов.

Зато на открытых трассах такие байки как YZ450F и Honda CRF450R легче удерживаются в рабочей зоне оборотов, поэтому ограничений на них меньше, например, они могут проходить повороты и покруче.

Такие гонщики, как Дуг Хенри предпочитают широкие повороты, особенно на трассах суперкросса.

Важное преимущество четырёхтактников заключается в том, что они могут быстро проходить повороты не используя колеи или профиль. Эти моторы обеспечивают плавное ускорение и не срывают заднее колесо в занос, а значит могут быстро проходить плоские повороты. Просто плавно откройте газ, сместите вес тела вперед и держитесь покрепче. На высокоскоростных трассах четырехтактные мотоциклы показывают лучшее время круга и имеют большие возможности для обгона.

Недостатки четырёхтактной схемы начинают проявляться, когда скорость падает почти до полной остановки. В этот момент гонщику очень трудно удержаться и не начать отчаянно играть со сцеплением. Иногда это помогает, только делать это следует недолго и не агрессивно. В оффроуде спортсмены, участвующие в гонках по лесу, часто сталкиваются с такой ситуацией. По возможности, старайтесь избегать полной остановки и удерживать обороты двигателя в рабочей зоне.

Вес четырехтактного мотоцикла как правило на 10-20 фунтов больше веса аналогичного двухтактного, что является его недостатком, особенно в поворотах. Впрочем, благодаря современным технологиям, четырехтактники становятся более легкими и управляемыми.

Именно здесь мотор и раскроет все свои преимущества. Двигатели с высокой степенью сжатия, как правило полученной в результате доработок, это палка о двух концах. Они помогают, когда нужно быстро ускориться, и не требуют для этого активной игры сцеплением. Но в некоторых ситуациях они могут или заглохнуть, или потребовать использовать сцепление очень агрессивно.

Двигатели с высокой степенью сжатия очень хорошо тормозят за счет компрессии при сбросе газа, поэтому будьте поаккуратнее на трамплинах. Если на четырёхтактнике закрыть газ слишком рано, он сильно опустит переднее колесо. К этому нужно привыкнуть и всегда об этом помнить.

Согласно правилам четырехтактные 250-ки выступают в том же классе, что и двухтактные 125-ки. Четырехтактные мотоцилкы тяжелее и слабее, что и компенсируется большим объемом. На снимке Брок Селлардс на Yamaha команды Troy Racing.

Торможение

В отличии от двухтактных байков, четырехтактные могут тормозить не только передним и задним тормозом, но и двигателем, примерно так, как тормозят тягачи с помощью моторного тормоза. Компрессии вполне достаточно для эффективного замедления. Оно зависит от объема мотора и его настроек – чем больше объем и выше компрессия, тем лучше байк замедляется.

Чтобы затормозить мотором, сбросьте газ, оставайтесь на передаче и не выжимайте сцепление. Это позволит вам лучше контролировать байк, поскольку включение и выключение сцепления приводит к динамическому перераспределению веса байка, что негативно влияет на подвески и, в конечном счете, на сцепление колес с грунтом. Чтобы снова найти сцепление, нужно работать телом, но если вы правильно тормозите двигателем, вам не придётся сильно перемещаться в седле.

Этот приём максимально эффективен на плоских трассах, поскольку на гребёнке или в колее существует опасность заглохнуть. Как правило, при торможении двигателем заднее колесо немного сносит, и покрышка отчаянно пытается зацепиться за грунт. На дёрт-треках гонщики используют торможение двигателем, чтобы заправить байк в поворот. На очень ровных поверхностях как раз и раскрываются все преимущества четырёхтактной схемы.

Четырехтактные мотоциклы, вроде того, которым управляет Дуг Хенри, прекрасно ведут себя на гребенке, но если вы собираетесь использовать скользящую технику, вам потребуется более длинный разгон.

Повороты

Четырёхтактные двигатели раскручиваются небыстро и не любят активной работы сцеплением, поэтому гонщикам приходится выбирать траектории пошире. Хотя в некоторых случаях внутренняя бровка может быть более эффективной, но, как правило, нужно выбирать траекторию пошире. На самом деле, вы получаете больше свободы, чем двухтактные соперники, или как минимум возможность выбора. Такие компании как Honda и Yamaha стараются так конструировать моторы, чтобы их характер был приближен к двухтактным, и когда они в этом преуспеют, четырёёхтактники начнут управляться также, как их двухтактные предшественники.

Четырёхтактная схема создана как будто специально для плоских трасс и косогоров, поскольку из-за мягкой подачи мощности она не провоцирует пробуксовки заднего колеса. Особенно важно это на скользких грунтах, таких как грязь или укатанная грунтовка.

Четырёхтактные моторы не могут ломать углы в поворотах. Они не допускают езды с буксующим сцеплением в течении долгого времени. Зато им нравится, когда гонщик открывает ручку, сместив вес вперед. Они эффективны в мелких колеях, но не любят глубоких, потому что в них можно перегреть сцепление, если гонщик не будет очень осторожным.

Эффект торможения двигателем затрудняет выполнение прыжков, поскольку четырёхтактник имеет тенденцию опускать в воздухе переднее колесо. На снимке Дуг Хенри тормозит двигателем в воздухе, пытаясь выйти на внутренюю траекторию после короткого, но крутого стола.

Прыжки

Из-за эффекта торможения двигателем, четырёхтактный мотоцикл ведет себя в прыжке совершенно иначе. Как правило, двухтактные гонщики закрывают газ на подъеме трамплина, вместо того чтобы газовать до самого взлета. Если так поступить на четырехтактном мотоцикле, мотоцикл быстро замедлится и переднее колесо быстро упадет сразу после взлета. Еще одним последствием раннего закрытия газа являются короткие прыжки, что может быть опасным, если трамплины следуют один за другим.

Тем не менее, многие гонщики закрывают газ перед прыжком. Это в принципе допустимо, нужно только менять стойку в соответствии с развивающимся замедлением. Как правило, это означает перенос веса тела назад, чтобы компенсировать опускание переднего колеса в полете.

Быстрое ускорение четырёхтактников затрудняет определение правильной стойки для прыжка, особенно если трамплин скоростной, а подход к нему короткий. Даже мастера высочайшего класса, вроде многократного чемпиона страны Дуга Хенри, не всегда могут найти решение этой непростой задачи.

Подвеска

Подвеска четырёхтактных мотоциклов, как правило, мягче, чем у двухтактных. Она лучше отрабатывает мелкие и средние неровности, но менее эффективна при приземлениях. Это хорошая новость для таких приёмов, как торможение двигателем, потому что колеса удерживаются в контакте с землей более эффективно, и еще это хорошо на гребёнке. Как правило, четырёхтактники более эффективны на гребёнке, поскольку мощность они реализуют мягче, и задняя подвеска лучше справляется с ухабами.

К сожалению, четырёхтактники тяжелее двухтактников, поэтому приземления даются им с большим трудом. Подвеска чаще пробивается после жестких или и плохо рассчитанных приземлений и больших трамплинов.

В мире оффроуда весьма популярны байки типа KTM450 E/X, потому что они обеспечивают отличный момент, что особенно полезно в лесу. В умелых руках Дика Бюрлсона, большекубатурный мотоцикл с легкостью поднимает переднее колесо, почти при этом не буксуя. Поведение четырехтактных мотоциклов более предсказуемо, чем двухтактных. СОВЕТЫ МАСТЕРОВ – СТАРТ

Скотт Саммерс – «Не заводите мотоцикл с кик-стартера урезанным движением, как двухтактник. Четырёхтактнику нужно длинное и мощное движение ногой.»

Дуг Дюбах – «Используйте декомпрессор, чтобы подогнать поршень к верхней мертвой точке. Его для этого и придумали.»

Ларри Роузелер – «Когда заводите четырехтактный мотоцикл, не трогайте ручку газа. Если у вас есть стойкая привычка крутить ручку на старте, просто держите руку на каком-то другом месте, например, поверх тормозного цилиндра.»

Рэнди Хоукинс – «Если есть специальная кнопка для горячего старта, всегда пользуйтесь ей, когда заводите прогретый двигатель. Она вносит поправки в работу карбюратора, без ее помощи вы намучаетесь.»

Дик Бюрлсон – «Во время гонки делайте все, чтобы двигатель не заглох. Завести горячий мотор гораздо сложнее, чем холодный. Если вы упали, выжмите сцепление, чтобы двигатель продолжал работать. Если посреди гонки вам придётся заводить мотор, вы потеряете много сил и времени.»

СОВЕТЫ МАСТЕРОВ – ГОНКА

Дуг Хенри – «Не пытайтесь сломать угол в повороте, этот прием не работает на четырёхтактниках. Используйте его только в случае крайней необходимости.»

Дуг Дюбах – «Прокладывайте траектории пошире, гораздо шире, чем на двухтактнике. Лучшие траектории проходят по обочине трассы.»

Кевин Уидхэм – «Четырехтактный двигатель раскручивается с газа, ему не нужно помогать сцеплением. Раскрыть его возможности можно только с помощью грамотного управление тягой. Нужно просто немного подкорректировать свои навыки и стиль вождения.»

Скотт Саммерс – «Если двигатель заглох, нужно сосредоточиться, иначе проблема только ухудшится. Вспомните процедуру старта и не отклоняйтесь от нее.»

Рэнди Хоукинс – «Используйте торможение двигателем. Это очень эффективный и простой в освоении прием.»

ЧЕТЫРЕ ТАКТА

Используйте мотор для торможения, у четырёхтактников это отлично получается.
Не пользуйтесь сцеплением слишком активно. Его легко перегреть, если пользоваться им как на двухтактном моторе.
Будьте внимательны закрывая газ в прыжке. Двигатель быстро потеряет обороты и переднее колесо может резко нырнуть перед самым преземлением.
Четырёхтактники обожают плоские повороты, так что не относитесь к колеям и бортикам как к единственным возможностям хорошо пройти поворот.
Четырёхтактные моторы обеспечивают лучшее сцепление заднего колеса с грунтом, что особенно приятно в грязи, поворотах с обратным профилем и на старте мотокросса. Помните об этом, когда гоняетесь с двухтактными соперниками.

bikestories.ru

Двухтактные и четырехтактные двигатели и их основные понятия

Мотоцикл, как и любой механизм, иногда ломается. И при выборе первого мотоцикла очень важно учитывать тип двигателя — 2Т или 4Т. От этого в дальнейшем будет зависеть не только вопрос ремонта: будете ли вы ремонтировать свой байк самостоятельно в меру своих знаний и опыта, или же вам придется отдать его в моторемонтую мастерскую, но и расходы на комплектующие.

Двигатели современных мотоциклов можно разделить по следующим признакам:

По способу осуществления рабочего цикла — четырехтактные (4Т) и двухтактные (2Т). Двигатели 2Т на практике обладают большей мощностью на единицу объёма, нежели 4Т, но имеют меньший коэффициент полезного действия. Ввиду этого, двухтактные двигатели применяются там, где необходимы небольшие размеры и вес, а малый расход топлива не является обязательным требованием. Классический пример: кроссовые мотоциклы. Несмотря на то, что 2т двигатели все реже используются на дорожных байках по причине их низкой экологичности, некоторые производители, такие как KTM и Yamaha, все ещё выпусках и совершенствуют свои модели.
По способу охлаждения — двигатели бывают с жидкостным, воздушным, масленым и воздушно-масленым охлаждением;
По рабочему объему цилиндров или цилиндра (600 куб.см, 125 куб.см, 1100 куб.см и тд.)

Принцип действия четырёхтактного двигателя мотоцикла

Очевидно, что рабочий цикл четырёхтактного двигателя состоит из четырёх основных этапов — тактов.

Принцип действия четырехтактного двигателя.

1 такт – впуск: поршень опускается из верхней мёртвой точки (ВМТ) в нижнюю мёртвую точку (НМТ). При этом кулачки распредвала открывают впускной клапан или клапаны, и через него в цилиндр поступает свежая топливно-воздушная смесь.

2 такт – сжатие: поршень идёт из НМТ в ВМТ, тем самым сжимая рабочую смесь. Из-за сжатия значительно возрастает температура смеси. Отношение рабочего объёма цилиндра в НМТ и объёма камеры сгорания в ВМТ называется степенью сжатия. Степень сжатия — один из ключевых параметров. Как показывает практика, чем она больше, тем меньше расход топлива у двигателя. Но с другой стороны, для большей степени сжатия требуется топливо с большим октановым числом. Что естественно дороже удорожает эксплуатацию техники.

3 такте — сгорание и расширение. Незадолго до конца второго такта – сжатия – рабочая смесь, состоящая из топлива и воздуха, поджигается искрой от свечи зажигания. Происходит воспламенение топливовоздушной смеси, и на протяжении всего пути поршня из верхней мёртвой точки в нижнюю она сгорает. Под воздействием тепла рабочая смесь расширяется, толкая поршень. Именно степень «недоворота» коленвала двигателя до верхней мертвой точки при поджигании смеси называется углом опережения зажигания. Опережение зажигания нужно для того, чтобы сгорание топливовоздушной смеси успело полностью закончится к моменту достижения поршнем нижней мертвой точки. Именно благодаря этому добивается эффективная работа двигателя и уменьшается расход бензина. Сгорание топлива занимает определённое фиксированное время, поэтому для повышения эффективности двигателя нужно корректировать угол опережения зажигания при повышении оборотов. В старых системах это производилась с помощью механических устройств — центробежным или вакуумным регулятором воздействующим на прерыватель. В более современных двигателях для регулировки угла опережения зажигания используется электроника.

4 такт — выпуск. После прохождения поршнем нижней мертвой точки открывается выпускной клапан (или клапаны). Движущийся вверх поршень вытесняет отработанные газы из цилиндра двигателя. При достижении поршнем ВМТ выпускной клапан (или клапаны) закрывается и цикл начинается сначала.

Принцип действия двухтактного двигателя мотоцикла

В двухтактном двигателе рабочий цикл полностью происходит на протяжении всего одного оборота коленчатого вала. По большому счету, от цикла четырёхтактного двигателя остаётся только два такта — сжатие и расширение.Такты впуска и выпуска заменяются на продувку цилиндра вблизи нижней мертвой точки поршня, при которой свежая рабочая смесь вытесняет отработанные газы из цилиндра.

Принцип действия двухтактного двигателя мотоцикла.

Принцип действия: поршень идёт вверх и благодаря этому происходит сжатие рабочей смеси в цилиндре. Благодаря этому создаётся разрежение в кривошипной камере. В то же время открывается клапан впускного коллектора и свежая порция топливовоздушной смеси (как правило, с добавлением масла) поступает в кривошипную камеру. При движении поршня вниз давление в кривошипной камере повышается и клапан закрывается. Поджиг, сгорание и расширение рабочей смеси происходят так же, как и в четырёхтактном двигателе. Однако, при движении поршня вниз, примерно за 60° до НМТ, поршень перестаёт перекрывать выпускное окно и выхлопные газы под давлением устремляются в выпускной коллектор. Через некоторое время поршень открывает также впускное окно, которое располагается со стороны впускного коллектора. Свежая смесь, выталкиваемая из кривошипной камеры идущим вниз поршнем, попадает в цилиндр и окончательно вытесняет из него отработанные газы. При этом часть рабочей смеси может выбрасываться в выпускной коллектор. При движении поршня вверх часть свежей смеси вытолкнутой из выпускного коллектора засасывается назад в кривошипную камеру.Теоретически, двухтактный двигатель при том же объёме цилиндра, должен иметь почти в два раза большую мощность по сравнению с четырехтакным. Однако полностью достичь этих значений из-за недостаточной эффективности продувки очень сложно. На практике же мощность 2Т и 4Т двигателя с одинаковым объемом превосходит последнего в 1,5 — 1,8 раза.

Преимущества четырёхтактных двигателей по сравнению с двухтактными:

— большой ресурс.— экономичность.— экологичность выхлопа.— простая выхлопная система— уровень шума.— использование чистого бензина в питании двигателя

Преимущества двухтактных двигателей по сравнению с 4Т:

— отсутствие сложной системы клапанов и распределительных валов— большая мощность на единицу объёма— простота в изготовлении и обслуживании из-за отсутствия газораспределительного механизма.

Источник: motostyle.by

Четырехтактный двигатель | Мото вики

в то время как четырехтактный двигатель может устранить многие из недостатков, свойственных двухтактному, у него есть свои собственные недостатки. В итоге нельзя сказать, какой из них лучше другого, все зависит от предназначения двигателя. У каждого двигателя есть свое место в мире мотоциклов, где он работает наилучшим образом и идеально подходит для этого, как ни один другой.

Пока сложно оспаривать достоинство четырехтактных двигателей с точки зрения расхода топлива и уровней выбросов, однако их повышенная сложность означает удорожание производства, что приводит к сложившейся ситуации, благодаря которой двухтактные двигатели идеальны для небольших мотоциклов серийного производства и скутеров, стоимость которых относительно невысока (хотя по-прежнему они занимают свое место среди спортивных машин с высокими показателями, по крайней мере, в настоящее время). Четырехтактные двигатели идеальны для большинства мотоциклов от 125 куб.см. и выше, от учебного мотоцикла до спортивных машин большой кубатуры с отличными, характеристиками. В свое время были распространены двухтактные двигатели среднего объема (от 250 до 750 куб см.), которые очень активно противостояли четырехтактным двигателям равного или большего объема, но те дни прошли, и теперь редко встретишь на дороге двухтактник объемом больше 250 куб, см.

Впуск, сжатие, воспламенение, выпускПравить

1. Впуск 2. Сжатие 3. Рабочий ход 4. Выпуск

Конструктивно четырехтактный двигатель подобен двухтактному и состоит из основных узлов, а именно: поршня, цилиндра, шатуна и коленчатого вала. Однако у него есть множество дополнительных узлов и деталей, в совокупности известных как клапанный механизм, который служит для управления и задания фаз впуска и выпуска. Управление наполнением происходит при помощи впускного клапана, а выпуском управляет выпускной клапан, в принципе в четырехтактном двигателе они заменяют поршень и дисковый или лепестковый клапан. Можно рассмотреть множество различных схем, но все они отражают различные подходы к достижению одного и того же конечного результата.

В четырехтактном двигателе поступающая смесь попадает непосредственно в камеру сгорания, и картер больше не участвует в процессе наполнения. Несмотря на усложнение конструкции и уменьшение числа рабочих тактов вдвое, появляется возможность точнее управлять процессами впуска и выпуска и, таким образом, обеспечивать достаточно высокую эффективность двигателя.

КлапанаПравить

Тарельчатые клапана

Детали клапанного механизма

Клапан самостоятельно закрывается и удерживается в закрытом положении сильной пружиной (иногда применяются две пружины), которая зафиксирована упором пружины, в свою очередь, закрепленном при помощи двух сухарей, установленных в канавку в верхней части стержня клапана. Привод клапанов может быть различным, но принцип один и тот же, вне зависимости от схемы газораспределительного механизма, однако за исключением распредвала используемые при этом детали сильно отличаются.

РаспредвалыПравить

Компьютерная анимация распределительного вала, управляющего движением клапанов

По длине распредвала выполнены выступы механизма и открытия в заданный момент называемые кулачками, которые служат для времени соответствующего клапана.

Конструкция четырехтактного двигателя - клапанный механизмПравить

Основная статья: Четырехтактный двигатель: Клапанный механизм

В принципе, все четырехтактные двигатели похожи, они отличаются только расположением и приводом впускных и выпускных клапанов. Как и многое другое в мотоцикле, стремление достичь высоких скоростей и мощностей привело к существенному усовершенствованию четырехтактного двигателя.

Системы впуска четырехтактных двигателей - альтернативы таральчатым клапанамПравить

Развитие четырехтактной системы впуска шло по пути устранения, насколько это возможно, поступательно движущихся узлов клапанного механизма. В то время, как схема DOHC максимально приблизилась к этой цели, сам тарельчатый клапан остается ограничивающим фактором. Таральчатый клапан успешно работает, но обладает очевидными недостатками. Кроме того, что он относится к возвратно-поступательно движущимся массам, он также представляет собой значительную преграду для поступающей смеси, тем самым порождая нежелательную турбулентность и сопротивление, которые препятствуют наполнению цилиндра. При разработке современных конструкций прилагается множество усилий для компенсации этих недостатков, но основные проблемы по прежнему остаются. За последние годы было предпринято бесчисленное количество попыток заменить тарельчатый клапан альтернативной системой клапанов, среди них наиболее обнадеживающим выглядит схема с вращающимся крестообразным клапаном. Он представляет собой полый цилиндр, установленный поперек головки цилиндра в специальной камере. Цилиндр клапана вращается с частотой, вдвое меньшей частоты вращения коленчатого вала двигателя, при этом прорезь в его стенке совпадает с впускным или выпускным отверстием в соответствующей точке цикла двигателя. Таким образом, клапанный механизм приводится в действие аналогично дисковому клапану двухтактных двигателей и обеспечивает свободное поступление газа в камеру сгорания. Компания Norton опробовала такие клапана на своих спортивных двигателях в начале 50-х годов XX века, но, столкнувшись с проблемой уплотнений, впоследствии вернулась к тарельчатым клапанам.

Наряду с золотниковым клапаном и клапаном типа Aspin, вращающийся крестообразный клапан был отвергнут,главным образом, из-за свойственных ему проблем герметизации, а тарельчатый клапан занимал достаточно прочные позиции для того, чтобы заставить изготовителей отказаться от дальнейших исследований. Однако концепция вращающегося клапана не забыта, и уже существует четырехтактный двигатель, в котором не используются тарельчатые клапана. Он представляет собой вращающийся цилиндр с окнами. Привод цилиндра осуществляется от коленчатого вала при помощи шестеренчатой передачи, частота вращения цилиндра ниже скорости коленчатого вала вдвое.

Существенная особенность этого двигателя - поршень, поступательно движущийся в том же самом цилиндре, то есть герметизацию обеспечивает стандартный поршень и его кольца. Посути это совмещение конструкций вращающихся клапанов, упомянутых выше, и системы каналов, используемой на двухтактном двигателе.

Фазы газораспределения четырехтактных двигателейПравить

Естественно, что впускной клапан должен быть открыт во время такта впуска, выпускной - во время такта выпуска. Но на самом деле двигатель с такими фазами газораспределения будет обладать очень скромными характеристиками.

Моменты открытия и закрытия впускного клапанаПравить

Механизм газораспределения спроектирован тж. что впускной клапан открывается до того, как поршень окажется в ВМТ (в конце такта выпуска), а закрывается после прохождения поршнем НМТ (в начале такта сжатия). Для этого существуют очень серьезные основания. Во-первых, клапан на может открыться мгновенно. Так, если бы впускной клапан начал открываться в ВМТ, то он не был бы полностью открыт до тех пор, пока поршень не сместился бы в цилиндре на некоторое расстояние от ВМТ, и, если бы он полностью закрывался к тому моменту времени, когда поршень окажется в НМТ, то сокращалось бы фактическое время полного открытия клапана: при этом величина подъема (величина, на которую клапан выступит в цилиндр при полном открытии) будет невелика из-за времени, потраченного на открытие и закрытие. Это снизило бы количество смеси, поданной в цилиндр, а следовательно, и индикаторный КПД двигателя. Во-вторых, поступающая смесь обладает массой, и она по инерции стремится продолжать перемещение по мере поступления в цилиндр. Если впускной клапан остается открытым после НМТ, то импульс смеси способствует большему наполнению даже тогда, когда поршень начинает двигаться вверх. Угол, который коленчатый вал пройдет от НМТ до момента закрытия впускного клапана, называется "запаздыванием закрытия впускного клапана".

Моменты открытия и закрытия выпускного клапанаПравить

По аналогии с впускными клапанами в конструкцию заложено, чтобы выпускной клапан открывался до достижения поршнем НМТ (к концу рабочего хода), а закрывался после прохождения поршнем ВМТ, (в начале такта впуска). Кроме гарантии полного открытия клапана в начале такта выпуска, опережение открытия клапана предотвращает формирование демпфирующего воздействия отработавших газов (находящихся под высоким давлением), препятствующего подъему поршня в цилиндре.

Закрытие клапане после ВМТ обеспечивает полную очистку цилиндра, так как впускной клапан открывается до ВМТ на такте впуска (что означает, что оба клапана открыты одновременно), а вырывающиеся наружу отработавшие газы создают разрежение во впускном тракте, что способствует проникновению свежей смеси в цилиндр. Наполнение цилиндра свежей смесью способствует вытеснению отработавших газов. Угол, который пройдет коленчатый вал после открытия выпускного клапана до НМТ, называется "опережением открытия выпускного клапана". Угол, который коленчатый вал проходит за время, когда вблизи ВМТ одновременно открыты впускной и выпускной клапана, называется "перекрытием". Угол, в течение которого открыт клапан, называется "продолжительностью"

Опережение, запаздывание и перекрытиеПравить

Величина опережения, запаздывания и перекрытия определяет рабочие характеристики двигателя, а предназначение двигателя определяет моменты задания открытия или закрытия клапанов. Например, низкооборотные двухцилиндровые длинноходные двигатели, используемые в "кастомах" и "круиэерах", должны обладать большим запасом тяги на низах в виде крутящего момента. Их фазы газораспределения будут сильно отличаться от фаз высокооборотных многоцилиндровых короткоходных двигателей, применяемых на спортивных мотоциклах, мощность которых должна быть высокой при больших частотах вращения. Это связано с тем, что фазы газораспределения влияют на то, при каких частотах вращения достигаются максимальные крутящий момент и мощность. По мере роста частоты вращения на процессы, происходящие в двигателе, отводится меньше времени, поэтому высокооборотным двигателям требуются большие по сравнению с низкооборотными перекрытие, опережение открытия и запаздывание закрытия клапанов, чтобы впустить большее количество смеси за меньший период времени. Однако при большом перекрытии клапанов получаются невысокие характеристики при низких частотах вращения, поскольку у поступающей свежей смеси есть время, чтобы покинуть цилиндр по кратчайшему расстоянию прямо через выпускной канал. В низкооборотном двигателе на происходящие в двигателе процессы отводится большее количество времени, а необходимая величина перекрытия углов опережения открытия и запаздывания закрытия клапанов - меньше, благодаря этому достигается эффективное наполнение и продувка при низких частотах вращения двигателя. Однако это означает, что времени для подачи достаточного количества смеси недостаточно для получения удовлетворительных характеристик при высоких частотах вращения. Существует "золотая середина" между крайностями: спортивным мотоциклом и "кастомом" или "круизером", и можно получить хорошее распределение мощности во всем диапазоне частот вращения, хотя в этом случае ни "тяга на низах", ни высокая максимальная мощность не будет характерна.

Изменяемые фазы газораспределенияПравить

Каждый двигатель с постоянными фазами газораспределения - своего рода компромисс. Каждая частичка дополнительной мощности, полученной при высоких частотах вращения за счет более широких фаз газораспределения, приводит к потере крутящего момента и мощности при низких частотах вращения, и наоборот.

Термин "изменяемые фазы газораспределения" означает, что для любой заданной частоты вращения двигателя можно оптимизировать величины перекрытия, опережения открытия, запаздывания закрытия и продолжительности открытия клапанов. В начале 80-х годов XX века компания Honda разработала систему для 16-клапанного двигателя, в которой было применено дуплексное коромысло для использования при низких частотах вращения только двух из четырех клапанов в каждом цилиндре. При заданной частоте вращения оно блокировалось с дополнительным коромыслом для использования всех четырех клапанов. Система получила дальнейшее развитие за счет применения трех кулачков распредвала на одно дуплексное коромысло; центральный кулачок такого распредвала обладал большими подъемам и продолжительностью открытия клапана, чем два внешних. Это позволяло использовать при низких частотах вращения двигателя все четыре клапана за счет меньшего подъема и продолжительности открытия, затем при заданной частоте вращения для привода коромысел использовался третий кулачок, а величина подъема и продолжительность открытия возрастала. Самая последняя разработка компании Honda система - Hyper V-TEC, представленная на предназначенной для японского рынка модели СВ400 Super Four в 1999 году и использованная на модели VFR800 2002 года. Она возвращается к схеме, когда при низких частотах вращения работают два клапана, а при высоких-четыре, но отказывается от сложной конструкции с коромыслами, которые добавляют возвратно-поступательно движущихся масс.

В цилиндре привод пары клапанов (впускной и выпускной) осуществляется традиционными "чашеобразными" толкателями, которые работают постоянно. Привод другой пары клапанов осуществляется "чашеобразными" толкателями, которые также работают все время, но в каждом толкателе присутствует палец с отверстием, установленный между толкателем и стержнем клапана. При низких скоростях вращения отверстие располагается напротив стержня клапана, тогда контакт с толкателем отсутствует, и клапан остается закрытым. При заданной скорости открывается масляная магистраль, и под давлением масла палец располагается так, что отверстие уже не совпадает со стержнем клапана. В этом случае толкатель через палец и открывает клапан.

Компания Suzuki для моделей GSF 400 Bandit и RF400, предназначенных для японского рынка, разработала свою систему изменяемых фаз газораспределения. В этой системе используется электрический привод в виде сервомотора, установленного на клапанной крышке двигателя. При заданной частоте вращения двигателя сервомотор приводит в действие дополнительные клапана при помощи реечно-шестеренчатого механизма

ru.motorcycle.wikia.com

Двухтактные двигатели. В чём прикол?!

Все мотоциклисты знают, что бывают двигатели двух типов четырёхтактные и двухтактные, но немногие знают, в чём отличие, плюсы и минусы этих движков. Четырёхтактные двигатели применяются, как правило, на большинстве мотоциклов, на долю двухтактных остаются малокубатурные модели (125ссм и меньше), либо немногочисленные спортивные мотоциклы. В этой стать я не буду касаться скутеров и мопедов, которые в большинстве двухтактные.

Итак, в чём же отличия? Четырёхтактные двигатели сложнее в устройстве, зато более экономичны и надёжны, также их характеристика более ровная, мотоциклами с четырёхтактниками легче управлять, их характер спокойней двухтактных! Напротив двухтактники намного злее, у них выше литровая мощность, они проще устроены и меньше весят, но экономичность и экологичность этих моторов оставляет желать лучшего.

В четырёхтактнике газораспределение осуществляется за счёт специального механизма ГРМ, клапанов и распредвалов, а также их привода. В двухтактнике всё проще, там эти функции выполняют поршень и цилиндр, а также кривошипная камера, и, как правило, несколько вспомогательных устройств (лепестковый клапан, мощностная заслонка). Весь рабочий процесс протекает в двухтактнике за два хода поршня вверх и вниз, и один оборот коленчатого вала, каждый раз, когда поршень движется вниз, он совершает рабочий ход! В четырехтактном двигателе, процесс протекает за четыре хода поршня, и два оборота коленвала.

Вот уже несколько лет, в мировом мотостроении, наметилась четкая тенденция перехода от двух к четырём тактам, тому есть много причин, но основные это названные ранее: высокий удельный расход топлива и неэкологичность двухтактников. И, несмотря на большую стоимость четырёхтактников их процентное соотношение продолжает расти, даже в мире спорта!

Но рано ещё хоронить двухтактные движки, многие известные мотофирмы занимаются разработкой двухтактных двигателей нового поколения, с непосредственным впрыском топлива, уже после закрытия выпускных окон, такая технология позволяет устранить многие недостатки двухтактников.

История знает множество прекрасных двухтактных мотоциклов, наделенных характером, чего очень часто недостает четырехтактным байкам, вспомним хотя бы Suzuki RGV500, Suzuki RGV250Gamma, Honda NSR250R, Honda CRM250R, Honda NS400R, Kawasaki KDX250R, Yamaha TDR250, Yamaha RZV500R, Yamaha RZ350R. Эти мотоциклы имеют массу почитателей по всему миру, и ещё долго будут приносить своим хозяевам позитивные эмоции!

www.pozitivmoto.ru

Мотоциклы Sherco - модельный ряд 2015 года. — Анонсы — Мотогон ( Мотокросс , Эндуро, motocross )

В серийное производство, наконец - то пошла давно презентованная широкой публике модель 450 SEF. Да и все остальные мотоциклы модельного эндуро ряда подверглись весьма внушительным и существенным обновлениям.

Презентация новинок прошла на юге Франции, на родине мореплавателя Лаперуза, в местечке под названием Альби. На суд журналистам представили пять новых моделей Sherco. И дали уникальную возможность опробовать всю эту технику в реальных, «боевых» условиях.

В 2015 году все двух и четырехтактные модели эндуро мотоциклов получили целый список тех или иных весьма осязаемых усовершенствований. И конечно, самая главная интрига – появление совершенно новой модели с четырехтактным двигателем объемом 450 куб.см.

Конечно, категорично заявлять, что Sherco 450 SEF–R лучший мотоцикл в своем классе, не стоит. Но уж совершенно точно можно утверждать, что интерес к новинке ожидается огромный! Сочетание мощности, управляемости и рекордно малого веса без сомнения привлекут множество поклонников марки и новых потенциальных покупателей.

По словам Дидье Тирара, главного менеджера эндуро направления завода Sherco, в 2015 году в Sherco постарались сделать свои внедорожные мотоциклы еще лучше и привлекательнее для потенциального покупателя:

- существенным образом было улучшено качество конечного продукта и эффективность работы предприятия в целом

- в производственной гамме появился долгожданный четырехтактный мотоцикл агрегатированный двигателем объемом 450 куб.см.

- силовая установка объемом 250 куб.см. получила производительную систему непосредственного впрыска топлива Synerject

Долгожданной темной лошадкой стал 100% новый мотоцикл, оснащенный двигателем объемом 450 куб. см

В целом, мотоцикл спроектирован в лучших традициях французского бренда. Стальная хром – молибденовая рама, колесная база которой была увеличена на 18 мм, для улучшения стабильности 450 SE-F на высоких скоростях. При этом маятник мотоцикла, тормозные механизмы, его бензобак, защитный пластик и эргономика остались точно такими же, как и на моделях 250/300 SE-F. Для полного соответствия увеличившейся массы мотоциклы и его мощности была произведена полная перенастройка подвесок WP. У силовой установки новая четырехклапанная головка цилиндра с двумя верхними распредвалами. И инновационный очень компактный блок двигателя, благодаря чему удалось оптимизировать габариты и центр масс новинки. Как и на всех четырехтактниках Sherco за подачу топлива отвечает система непосредственного впрыска топлива Synerject. Выхлопная система соответствует всем актуальным экологическим стандартам и оснащена каталитическим нейтрализатором выхлопных газов. :

Что нового?

- у силовой установки теперь новый, более компактный дизайн

- в системе питания - непосредственный впрыск топлива Synerject

- в головке цилиндров - газораспределительный верхнеклапанный механизм типа OHV

- у мотоцикла новая рама из специальной хром - молибденовой стали с более длинной (на 18 мм) колесной базой, для улучшения его

стабильности на высоких скоростях

- датчик давления расположенный на корпусе инжектора позволяет регулировать качество смеси в зависимости от уровня загрязнения

воздушного фильтра

- шасси мотоцикла получило усиленный задний подрамник и дополнительно усиленные подножки

Что касается изменений в "пламенных сердцах" линейки мотоциклов рассказал специалист по четырехтактным силовым установкам, инженер завода Sherco Бастьен Бъюсик.

"В 2015 году мотор объемом 250 куб.см. получил целый набор весьма значительных изменений:

- топливо – воздушная смесь подается в камеру сгорания при помощи системы непосредственного впрыска топлива Synerject

- датчик давления расположенный на корпусе инжектора позволяет регулировать качество смеси в зависимости от уровня загрязнения воздушного фильтра

- благодаря появлению непосредственного впрыска, характер двигателя стал более линейным и подконтрольным

- для оптимизации работы силовой установки, в головке цилиндра был увеличен диаметр впускных клапанов до 30 мм.

- распределительный вал получил новую форму кулачков, что позволило расширить мощностной диапазон работы и улучшить отдачу на низких и высоких оборотах

Уникальные четырехтактные двигатели объемом 300 куб.см. также были существенно оптимизированы для их более эффективной работы:

- распределительный вал с новой формой кулачков позволил расширить мощностной диапазон

- система зажигания получила новые карты, которые дали возможность добиться более линейного распределения мощности во всем диапазоне и улучшить отклик на работу ручки газа на низких оборотах

- новый распределительный вал существенно улучшил отдачу во всем диапазоне оборотов.

В 2015 модельном году абсолютно все четырехтактные модели получили новую усиленную раму, и новые подножки, приборную панель от Trail Tech и тормоза Brembo."

Двухтактное семейство Sherco так же подверглось существенному инженерно – техническому обновлению. О чем нам рассказал специалист по двухтактным моделям французской компании Николас Лопез:

- системы зажигания Kokusan получили новые настройки, позволяющие обеспечить двигателю большую мощность на низких оборотах и улучшить реакции на манипуляции с ручкой газа

- мощностной клапан оборудуется новыми пружинами, улучшающими характеристики силовой установки на низких и средних оборотах

- навесное оборудование максимально сосредоточено в нижней части двигателя для оптимизации центра тяжести

- новая выхлопная система позволяет увеличить мощностную отдачу на низких оборотах двигателя

- цилиндры всех двигателей теперь изготавливаются из специального сплава ALS7 позволяющего сильно продлить срок его службы

- была оптимизирована форма фиксирующей пластины коленчатого вала

- дизайн рамы теперь практически аналогичен четырехтактным моделям, а задний подрамник и подножки мотоцикла основательно

усиленны.

- на всех мотоциклах новая оригинальная выхлопная система FMF, позволяющая улучшить мощностные показатели в нижнем диапазоне оборотов двигателя

Кроме этого вся линейка немного обновила дизайн:

250 SE

250 SE R

250 SE F

250 SE F R

300 SE

300 SE R

300 SE F

300 SE F R

450 SE F

450 SE F R

Видео:

Появление новой 450-и кубовой модели завершит логичное формирование модельного ряда и, несомненно, изменит соотношение сил на рынке эндуро мотоциклов. И все любители внедорожной езды при желании смогут насладиться качеством и управляемостью сине-желтых мотоциклов из Франции в руках официального дилера в России, компании ПРО Мото, уже в ближайшее время.

w1.motogon.ru