Трансмиссия. Мотоциклы передачи
Цепь, ремень или кардан? - Мотокафе
Трансмиссия. Часть 3. Главная передача
Текст: Артем ‘S1LvER’ Терехов
В прошлых статьях мы разобрались с устройством коробки передач и сцепления. Однако есть еще один узел, без которого работа трансмиссии просто лишена смысла. В сегодняшней статье речь пойдет о главной передаче. Мы разберемся с устройством самого механизма, а также прикинем, когда лучше всего использовать тот или иной вариант конструкции.
Главная передача нужна для передачи мощности от ведомого вала коробки передач к заднему колесу. Это последнее звено в цепи передачи мощности от двигателя к колесу. Она также является последней в цепи понижения частоты вращения и усиления крутящего момента. На мотоциклах главная передача представляет собой отдельный узел трансмиссии, на скутерах же главной передачи не существует. Там она обычно представляет собой пару шестерен, которые рассматриваются как продолжение коробки передач, а не как главная передача в ее традиционном понимании. Поэтому дальше по течению статьи мы будем говорить о мотоциклетных системах. В современных мотоциклах используется три типа главной передачи: цепная, ременная и карданная. Наиболее распространенной является цепная передача, ее используют на машинах самого разного назначения, от малокубатурных байков вроде Yamaha YBR125 до высокопроизводительных спортбайков. Кардан устанавливают на байки, главные требования к которым – надежность и долговечность главной передачи, плюс большие сервисные интервалы. Относительно двух других типов главной передачи, ремень применяется меньше всего. Им оснащены все байки от Harley-Davidson и многие аппараты ныне покойной Buell, а также некоторые круизеры японских производителей. Теперь давайте поговорим о каждом виде подробнее.
Забавная, но от того не менее показательная моделька цепной главной передачи Moto Guzzi V8
Цепь
Цепной привод – наиболее удачная схема для применения на мотоцикле. Цепная передача компактна и легко располагается в большинстве современных конструкций. Хорошо отрегулированная и должным образом смазанная цепь – самый эффективный способ передачи энергии, потери при передаче мощности на колесо составляют около 5%. Она обладает низкой неподрессоренной массой (что это такое, мы поговорим в статье о подвесках байка) и достаточно дешева в производстве. Несомненный плюс – легкость изменения передаточного отношения главной передачи путем замены ведущей и ведомой звездочек.
Дополнительный элемент на мотоциклах с цепным приводом и длинноходной подвеской - успокоитель цепи, который препятствует соскакиванию цепи со здездочки (Kawasaki KLX250 2009)
Конечно, у цепи есть и недостатки. Цепь нужно часто обслуживать, а если этого не делать вовремя, эффективность ее работы заметно снизится. А когда байк эксплуатируется в непростых условиях вроде повышенной влажности или песчаной местности, интервалы обслуживания цепи резко сокращаются. Если совсем пренебрегать смазкой\чисткой\регулировкой цепи, она потрещит для предупреждения тысячу-другую километров, а потом феерично лопнет. Может, даже картер двигателя получит на память трещину или вмятину, а незадачливый хозяин навсегда запомнит, что за состоянием цепи нужно следить. Срок службы цепи можно продлить за счет установки закрытого кожуха или системы автоматической смазки. Однако эти меры не спасут цепь от растягивания и провисания. И чем мощнее двигатель, тем короче жизнь цепи.
Пожалуйста, не забывайте обслуживать цепь!
Развитие цепей с герметизированными шарнирами (O-ring, кольцевое уплотнение или X-ring, x-образное уплотнение) решило часть проблем, свойственных стандартным роликовым цепям, за счет предотвращения попадания грязи во вращающиеся втулки и удержания смазки внутри них.
Все цепи работают в паре со звездочками, стоимость которых невелика, но которые изнашиваются так же сильно, как и цепи. Постоянное воздействие вращающихся роликов цепи быстро «сжевывает» зубья звездочек, и, в конечном счете, требуется их замена в сборе с цепью. Ведущая звездочка закреплена на свободном конце вторичного (ведомого) вала коробки передач. Ведомая (задняя) звездочка обычно устанавливается на маятник, в котором закрепляется колесо, или непосредственно на ступицу (в случае с консольным маятником). Теперь подробнее о том, как устроена цепь.
• Стандартная роликовая цепь состоит из внутренних и наружных звеньев. Внутреннее звено состоит из двух боковых пластин, двух полых втулок, запрессованных в отверстиях боковых пластин, и двух роликов, расположенных на втулках. Наружные звенья состоят из двух боковых пластин и двух пальцев, запрессованных в отверстия боковых пластин. Из отдельных звеньев цепь составляется путем введения пальцев втулочных звеньев в полые втулки резиновых звеньев. Ролики могут свободно вращаться на втулках, а втулки – на пальцах. Цепь стандартного роликового типа – наиболее дешевая, отлично подходит для установки на малокубатурные мотоциклы и недорогие среднекубатурники.
Устройство стандартной роликовой цепи1 - роликовое звено, 2 – втулка, 3 – ролик, 4 – втулочное звено, 5 – палец, 6 – боковая пластина
• Цепь типа O-ring. Конструкция в основном аналогична рассмотренной выше, за исключением наличия кольцевых уплотнений (те самые O-ring) между боковыми пластинами роликового и втулочного звеньев. Эти уплотнения служат для герметизации смазки, которой ролики и втулки смазываются при сборке, а также для предотвращения попадания грязи и влаги внутрь.
Kawasaki KLR650 2008, цепь типа O-ring
• Цепь типа X-ring. Работают аналогичным образом, что и O-ring, только кольцевое уплотнение в поперечном разрезе имеет X-образную форму. Это улучшает герметизацию и понижает потери при трении кольца о боковые пластинки.
Стоимость (а также вес) цепей двух последних типов выше, что компенсируется увеличенным сроком службы. Однако в конечном итоге прочность цепи определяется материалом, из которого она изготовлена, а также тем, как пальцы закреплены в боковых пластинах. В гоночных байках срок службы – дело двадцатое, поэтому цепи для таких машин делают тонкими и легкими, часто используются прорези в боковых пластинах и полые пальцы. Ни о какой герметизации речи не идет, равно как и о долгой службе цепи. В общем, в борьбе с лишним весом все средства хороши.
Если решили заменить цепь, при покупке новой обязательно нужно учесть ее размерность. В его обозначении используется шифр из трех цифр, например, 525. Первая цифра обозначает шаг цепи (расстояние между центрами двух смежных пальцев), и выражена в восьмых долях дюйма. Две последующих цифры обозначают ширину вращающихся роликов, выраженную в восьмидесятых долях дюйма. То есть число 25 обозначает, что ширина равна 25/80 дюйма. Иногда производитель изменяет последнюю цифру для предоставления усиленной версии цепи, у которой шаг и ширина те же самые, но боковые пластины более толстые.
Ширина и шаг цепи
Ременная передача
Ремень применяли на самых первых мотоциклах, и он работал удовлетворительно, поскольку мощность движков того времени была невысокой. Чтобы вы немного представляли себе, о каких величинах мощности шла речь на заре мотостроения, то вот вам такой забавный факт: мощность первого мотоцикла, построенного в 1902 году Зигфридом Беттманом (Siegfried Bettman), основателем марки Triumph, составляла целых 1,75 лошадиных силы! Столько же, сколько теперь имеет стартер Triumph Rocket III…
Ах да, ременная передача. Первые ремни изготавливали из кожи, резины и ткани, они работали тихо и хорошо поглощали ударные нагрузки в передаче, однако проскальзывали при намокании или растяжении. По мере увеличения мощностей ременной привод уступил место цепному. Это происходило до тех пор, пока намного позже технология изготовления ремней не позволила создать ременной привод, способный выдерживать высокие нагрузки, характерные для современных мотоциклов.
Ременной привод BMW F800ST
Современный ремень состоит из внутреннего корда из искусственного волокна (чаще всего используется кевлар), залитого в резину. На внутренней поверхности ремня расположены зубья, которые работают по сопряженной поверхности зубчатых шкивов. Благодаря использованию зубьев исключается проскальзывание и обеспечивается та же эффективность, что и у цепной передачи. Шкивы должны быть больше, чем звездочки главной цепной передачи для снижения изгиба в процессе набегания и сбегания ремня; также это гарантирует, что передача распределяется по максимальному количеству зубьев, что уменьшит нагрузку на каждый из них.
Хорошо видно устройство ремня
Эффективность зубчатого ремня немного ниже, чем у чистой, новой цепи, но в процессе эксплуатации это различие приобретает обратный характер. Ременная система легче и тише цепи, не требует смазки и регулировки, работает дольше. Однако применение ремня по-прежнему ограничено мощностью мотора. С круизером ременная передача справится без проблем, однако стабильно высокую мощность спортбайковских моторов передать не сможет.Так, с ремнями и цепями разобрались. Теперь давайте перейдем к наиболее тяжеловесному, но очень надежному механизму главной передачи – кардану.
Карданный вал
На мотоциклах привод карданным валом используется много лет, хотя с точки зрения предпочтительности он никогда не опережал цепной. Что лучше, цепь или кардан – предмет множества споров. В плюсы кардану можно записать жесткость, чистоту (благодаря закрытой конструкции) и неприхотливость в обслуживании. Фактически, вся работа владельца байка с карданом заключается в замене масла в картере конических шестерен (он же редуктор). При разговоре о минусах противники карданов на мотоциклах оживляются и вспоминают о дороговизне в производстве и большом весе (что приводит к повышению неподрессоренных масс). Главный «убийственный козырь» борцов с карданом – большие потери при передаче мощности на колесо.
Кардан и подвеска Tetralever, Kawasaki GTR1400 2008
Лучше всего применять кардан на двигателях, в которых коленвал расположен продольно линии мотоцикла – то есть когда ось вращения кардана и коленвала параллельна. Чтобы было понятней – любой оппозитный BMW, Honda Gold Wing, байки Moto Guzzi с поперечным расположением цилиндров.Если же коленвал расположен в раме поперечно (например, рядные четверки), то присоединить вал к приводу можно, только изменив направление его вращения под прямым углом при помощи пары конических шестерен. Современные байки с карданным приводом и поперечным расположением коленвала доказывают, что это можно сделать технично и аккуратно (тот же BMW K1300R).Необходимо также обеспечить ход задней подвески. Для этой цели на переднем конце вала используется карданный шарнир или шарнир равных угловых скоростей (ШРУС). Сам карданный вал вращается внутри рычага подвески, а картер главной передачи привинчивается к концу рычага.
Paralever и кардан на BMW R1200GS Adenture
Окончательное снижение частоты вращения и усиление крутящего момента происходят в картере главной передачи за счет использования малой ведущей шестерни и большого зубчатого колеса с внутренним зацеплением.
Карданный шарнир Yamaha FJR1300 2004
Малая шестерня и зубчатое колесо FJR1300
***************
Я надеюсь, что после прочтения статьи вы сможете осознанно судить о том, почему для того или иного мотоцикла выбирается та или другая схема главной передачи, а также оценивать будущие разработки в этой области. Теперь ваши познания включают в себя то, как работает двигатель, впускная и выпускная системы, а также трансмиссия (кто не читал – добро пожаловать в наш «железный цех»!). В ближайших планах – поведать вам все наиболее интересное о колесах, шинах и тормозных системах. И о том, почему рисунок протектора на колесах направлен в разную сторону, мы тоже обязательно поговорим. Так что оставайтесь с нами, и обязательно оставляйте комментарии о статье! Всего наилучшего!
motocafe.ru
Трансмиссия | Мото вики | FANDOM powered by Wikia
Всем моторизованным двухколесным транспортным средствам необходимо устройство для передачи мощности от двигателя к заднему колесу. Эту функцию выполняет "силовая передача' или "трансмиссия". Существуют трансмиссии двух основных видов: механическая и автоматическая: они отличаются отводимым водителю уровнем допустимого вмешательства и управления. Механическая трансмиссия используется на всех современных серийных мотоциклах, а в прошлом использовалась на некоторых мопедах. Автоматическая трансмиссия, в основном, встречается на мопедах и скутерах, хотя существуют примеры использования автоматических коробок передач на серийных мотоциклах (Honda DN-01).
В трансмиссиях всех типов, и механических, и автоматических, присутствуют передняя передача, сцепление, коробка передач и главная передача, хотя в зависимости от типа машины их форма может видоизмениться. В механической трансмиссии традиционной схемы передняя передача передает мощность от коленчатого вала через сцепление к коробке передач. Сцепление используется для соединения и разъединения двигателя с коробкой передач, таким образом позволяя двигателю работать, когда машина остается неподвижной. Коробка передач допускает выбор различных передаточных чисел для достижения максимальных показателей в пределах диапазона частот вращения двигателя, его мощности и крутящего момента. Главная передача передает мощность от коробки передач к заднему колесу.
Трансмиссия любого типа предназначена для обеспечения работы двигателя в пределах узкого диапазона частот вращения (измеряемых в оборотах в минуту), при том самой машине обеспечивается относительно широкий диапазон скоростей движения. Потому что,несмотря на возможность функционирования двигателя в достаточно широком диапазоне частот вращения, наиболее эффективная работа достигается только в узком промежутке этого диапазона. Для обеспечения широкого диапазона скоростей движения, при работе двигателя в узкой полосе частот вращения, требуются различные передаточные отношения между двигателем и задним колесом. В наиболее упрощенном виде работа одно- скоростной автоматической трансмиссии скутера не представляет особой сложности, в то время как на больших машинах применяются гораздо более сложные и изощренные системы. Многое зависит от предназначения рассматриваемой машины и ожидаемых от нее характеристик. От скутера небольшого объема требуется просто перемещать водителя на короткие дистанции с умеренными скоростями, быть дешевым при покупке и эксплуатации: следовательно, сложная схема трансмиссии на требуется. На больших машинах необходимый диапазон скоростей движения, расстояний, которые они покрывают, и массы перевозимого груза гораздо больше, это требует применения коробки передач, обладающей множеством передаточных чисел.
Почему необходима коробка передач?Править
Принцип действия зубчатой передачи довольно прост. Он может использоваться для изменения скорости вращения вала до требуемого в данный момент значения. Например, если вал вращается с частотой 2000 оборотов в минуту, а ее требуется понизить вдвое, то необходимо установить на валу ведущую шестерню и соединить ее с ведомой, расположенной на другом смежном валу. Если число зубьев ведущей шестерни соответствует половине зубьев ведомой, то каждым двум оборотам ведущей шестерни будет соответствовать один оборот ведомой, и вал, не котором она закреплена, будет вращаться со скоростью вдвое меньшей скорости ведущего вала.
Если применить это к трансмиссии мотоцикла, то необходимо уделить внимание другому фактору. Требуемая скорость движения задается не только изменением частоты вращения двигателя посредством зубчатой передачи, она также определяется количеством рабочих ходов, происходящих за каждый оборот заднего колеса. Таким образом, на низшей (1-й) передаче количество рабочих ходов на каждый оборот заднего колеса будет больше, а следовательно, мощность окажется выше, чем при более высоких передачах. Это необходимо для того, чтобы машина смогла преодолеть инерцию при начале движения, что можно проверить, если попытаться начать движение на высокой передаче.
Как мы видим, необходимость использования коробки передач вызвана характеристиками двигателя внутреннего сгорания. Возьмем воображаемый двигатель: получение полезной мощности возможно в относительно узком диапазоне частот от 2000 до 8000 оборотов в минуту. Прежде всего, необходимо понизить это число оборотов до таких частот вращения, которые обеспечивали бы заднему колесу нормальную скорость движения. Требуемое число оборотов зависит от наружного диаметра колеса, непосредственных элементов коробки передач и мощности двигателя.
Например, если рассматривать односкоростной скутер, то можно обнаружить, что суммарное передаточное число составит около 15.00:1. Это означает, что каждым 15 оборотам двигателя будет соответствовать один оборот заднего колеса. Такое соотношение необходимо выбирать после того, как определен диаметр колеса с учетом наилучшего использования полезной мощности. Если передаточное отношение окажется слишком высоким, то машине будет невозможно тронуться с места. Однако если оно будет слишком низким, машина начнет быстро разгоняться. но ее максимальная скорость ограничится максимальной скоростью двигателя. На двигателе большего объема и мощности можно применять более высокие передаточные числа коробки передач для достижения большей максимальной скорости, но по прежнему остается проблема начала движения. Даже несмотря на то, что мощность двигателя возрастает, диапазон ее ограничен, это заставляет добавлять промежуточные шестерни для увеличения общего передаточного числа. Между шестернями должен присутствовать некий интервал так, чтобы достигнув высоких оборотов на одной передаче, после включения следующей передачи частота вращения двигателя опускалась до нижней границы мощностного диапазона.
Необходима возможность выбора постоянных передаточных отношений, которые ступенчато изменяют степень понижения частоты вращения. На большинстве машин используются четыре, пять или шесть передач. Такое число передач обеспечивает компромисс между идеальным интервалом передаточных отношений и потребностью частого переключения передач. Вообразите, как утомительно выглядело бы переключение десяти передач! Важно фактическое время, затрачиваемое на каждое переключение, в течение которого ускорение у машины отсутствует. Вероятно, такая машине проиграла бы машине с меньшим количеством передач в обшей динамике разгона. Число передач также связано с назначением мотоцикла. Например, на спортивных двухтактных двигателях с очень узким мощностным диапазоном (около 2000 оборотов в минуту], за пределами которого полезная мощность отсутствует, для использования полезной мощности нужно, чтобы двигатель работал в пределах этого диапазона. Для обеспечения этого и достижения максимально возможной скорости необходимо, чтобы количество передач было больше.
Зубчатая передача и крутящий моментПравить
Зубчатая передачаПравить
Крутящий моментПравить
Зубчатая передача и крутящий моментПравить
Передняя передачаПравить
Механическая трансмиссияПравить
Автоматическая трансмиссияПравить
СцеплениеПравить
Основная статья: Сцепление
Неотъемлемая особенность любого мотоцикла - возможность отключения привода коленчатого вала двигателя от заднего колеса, для того чтобы двигатель мог работать без перемещения машины.
Принцип действия и устройство механической коробки передачПравить
Основная статья: Механическая коробка передач
Механическая коробка передач (сокращенное название МКПП) пока остается самым распространенным устройством, изменяющим крутящий момент двигателя. Свое название коробка получила от механического (ручного) способа переключения передач.
Механическая коробка передач относится к ступенчатым коробкам, т.е. крутящий момент в ней изменяются ступенями. Ступенью (или передачей) называется пара взаимодействующих шестерен. Каждая из ступеней обеспечивает вращение с определенной угловой скоростью или, другими словами, имеет свое передаточное число.
Передаточным числом называется отношение числа зубьев ведомой шестерни к числу зубьев ведущей шестерни. Разные ступени коробки передач имеют разные передаточные числа. Низшая ступень имеет наибольшее передаточное число, высшая ступень – наименьшее.
В зависимости от числа ступеней различают следующие конструкции:
- четырехступенчатая коробка передач
- пятиступенчатая коробка передач
- шестиступенчатая коробка передач
Наибольшее распространение на современных автомобилях получила пятиступенчатая коробка передач.
Автоматические трансмиссииПравить
Основная статья: Автоматическая коробка передач
Наиболее простая автоматическая трансмиссия применяется не современных скутерах. Это клиноременная система (ременная передача с изменяемым передаточным отношением), передаточное число которой изменяется в соответствии с нагрузкой на двигатель и скоростью движения. На ранних системах для автоматического переключения двух или более передач применялись центробежные муфты. На немногих мотоциклах, выпущенных с автоматической трансмиссией, применялся гидравлический трансформатор, подобный используемому в автомобильной автоматической коробке передач.
Устройство главной передачиПравить
Основная статья: Главная передача
Главная передача - последнее звено в цепи передачи мощности от двигателя к заднему колесу, Она также является последней в цепи понижения частоты вращения и усиления крутящего момента. Обычная главная передача обеспечивает передаточное отношение в пределах от 2.5:1 до 3:1, в зависимости от конструкции и характеристик мотоцикла. На мотоциклах главная передача рассматривается как отдельный узел всей трансмиссии, в то время как но скутерах вообще не существует главной передачи: у скутеров главная передача обычно представляет собой одну пару шестерен, но они рассматриваются как продолжение коробки передач, а не как главная передача в ее традиционном пони¬мании. Поэтому в данном подразделе внимание уделяется мотоциклетным системам. Главная передача бывает трех типов; цепная, ременная или карданная.
Пусковой механизм (кик-стартер)Править
Пусковой механизм служит для проворачивания вала двигателя, с цепью обеспечения его пуска. Рычаг с внешней стороны двигателя связан с коленчатым валом через зубчатую передачу, которая обеспечивает необходимое общее передаточное отношение между рычагом и коленчатым валом. Храповый механизм позволяет обеспечить зацепление пускового механизма при неработающем двигателе и автоматически отключает зацепление после пуска двигателя.
Храповые механизмыПравить
Устройство пускового механизмаПравить
ru.motorcycle.wikia.com
Переключение передач на мотоцикле. - Мои статьи - Каталог статей
Порядок действий при переключении передач на мотоцикле – выжать сцепление, включить первую скорость (нажатием на педаль в низ) медленно отпуская рычаг сцепления добавить газу, при движении выжав рычаг сцепления произвести повышение передачи путем поднятия лапки переключения передач вверх, отпустить сцепление. Примерная скорость, при которой необходимо повышать передачи для V-образного двигателя: 1 скорость 0-50км/ч, 2 передача – 50-80 км/ч, 3 передача – 80-110, 4 передача – 110-160, 5 и 6я передача примерно с такой же разницей в скорости, как и предыдущие. Еще раз повторяю, что скорость примерная и правильнее пользоваться тахометром на первоначальном этапе овладения мастерством управления мотоцикла, затем с опытом мотоциклист «телом» будет ощущать в какой момент и при какой скорости нужно повышать передачу. Говоря простым языком – когда двигатель мотоцикла работает на повышенных оборотах, уже не разгоняется – пора повышать передачу. Примерная скорость, при которой необходимо повышать передачи для рядного двигателя мотоцикла: Для рядного двигателя мотоцикла, при 10-20 км/ч уже можно включать 2ю передачу, на V-образном двигателе мотоцикла передачи более «длинные» поэтому нужно повышать передачу чуть позже чем на мотоцикле с «рядным двигателем». 1 передача – 0-10 км/ч, 2 передача – 10-40 км/ч, 3 передача – 40-70 км/ч, 4 передача – 70 – 120 км/ч и т.д., данные примерные все зависит от стиля езды, типа мотоцикла, «кубатуры» двигателя мотоцикла, типа местности и т.д.
motouz.ucoz.ru
