до каких оборотов можно раскручивать двигатель мотоцикла

До каких оборотов можно раскручивать двигатель мотоцикла

пятница, 13 июня 2014 г.

Сердце мотоцикла. Двигатель.

Неискушенный покупатель чаще всего смотрит на единственный параметр мотоцикла, активно тиражируемый маркетологами – максимальную мощность. Следовательно, крутизна движка определяется исключительно поголовьем «лошадей». Отсюда рождаются мифы о том, что имеющий менее 100 л.с. мотор «не едет» и прочие глупости.

Мы ни в коем случае не пытаемся отговорить тебя от покупки первого в жизни Yamaha R1, но перед походом в салон все же прочитай эту статью. И определись, чего ты хочешь от мотоцикла, какие задачи он будет выполнять и в каких условиях.

Итак, какие двигатели ставят на мотоциклы? Наибольшее распространение получили, конечно же, бензиновые двигатели внутреннего сгорания. Они бывают 2-тактными и 4-тактными.

Как работает двухтактный двигатель (англ. язык)

В двухтактном двигателе рабочий процесс в каждом из цилиндров совершается за один оборот коленчатого вала, то есть за два хода поршня. Такты сжатия и рабочего хода в двухтактном двигателе происходят так же, как и в четырехтактном, но процессы очистки и наполнения цилиндра совмещены и осуществляются не в рамках отдельных тактов, а за короткое время, когда поршень находится вблизи нижней мертвой точки.

Двухтактники до сих пор используются в производстве малокубатурной техники. Благодаря простоте конструкции и отличному соотношению вес/мощность они заслуженно пользуются любовью в кругах скутеристов, любителей оффроуда и шоссейно-кольцевых гонок. Гражданские 2-тактные мотоциклы практически не выпускаются, за исключением некоторых 50- и 125-кубовых моделей. В целом, это неплохой выбор как для первого мотоцикла. Отличительная черта 2-тактного двигателя – огромный резонатор. В отсутствие клапанов отвод отработанных газов полностью возложен на плечи выхлопной системы, которая должна работать предельно эффективно.

Цикл работы двухтактного двигателя с резонатором, работающим по принципу Каденасси.

Цикл четырехтактного двигателя состоит из четырех этапов: впуск, сжатие, рабочий ход (возгорание) и выпуск.

4-тактные двигатели технически более современны, у них сложнее конструкция, меньше вредных выбросов и ниже уровень потребления топлива. Их проще обслуживать, чем двухтактники. Первый четырёхтактный двигатель разработал немецкий инженер Николаус Отто в 1876 году. Принцип работы мотора называется «цикл Отто» или четырёхтактный цикл. С уверенность можно сказать, что на данный момент четырёхтактные ДВС имеют самое широкое применение. Ими оснащаются почти все автомобили, грузовики и мотоциклы. Современному 4-тактному мотору достаточно регулярной замены масла – и он будет безотказно служить тебе многие тысячи километров. Такими ДВС оснащаются 99% современных мотоциклов.

В отличие от автомобильного мира, в мотопроме существует намного большее количество вариантов компоновки моторов. Большинство авто оснащают 3- или 4-цилиндровым рядником, реже – 4-цилиндровым оппозитом. Все остальные вариации находятся за гранью финансовых возможностей большинства автолюбителей. С мотоциклами все интереснее.

Мощность против крутящего момента.

Крутящий момент – это произведение силы на длину плеча ее действия (измеряется в ньютон-метрах). Мощность – это произведение момента на его угловую скорость, то есть количество работы, произведенное на определенных оборотах (измеряется в лошадиных силах). Крутящий момент, создаваемый движком, зависит от площади поршня, радиуса кривошипа коленвала, давления внутри цилиндра и других параметров. Мощность – прежде всего от оборотов движка.

Чтобы получить одновременно мощный и моментный двигатель, нужно заставить большие поршни двигаться очень быстро, вращая длинные рычаги коленвала. К сожалению, это вещи взаимоисключающие. Намного проще раскрутить до бешеных оборотов маленькие поршни с коротким рабочим ходом. Что важнее: высокая мощность или классный крутящий? Важны не их пиковые значения, которые указывает производитель в ТТХ мотоцикла, а распределение «лошадей» и ньютон-метров в рабочем диапазоне. Именно поэтому мы стараемся давать к тест-драйвам график с результатами диностенда (устройства, с помощью которого измеряют мощность и крутящий двигателя).

Для мотоцикла важно наличие тахометра, чтобы райдер мог контролировать оптимальные обороты двигателя, где мощность и крутящий достигают максимальных значений.

Бензиновые автомобильные моторы спроектированы таким образом, чтобы демонстрировать высокий крутящий момент на низких и средних оборотах. Ближе к «верхам», которые у стандартного автомобильного движка ограничены 6000-7000 об/мин, крутящий плавно спадает, хотя мощность при этом достигает своего пика. Автомобиль – намного более массивное транспортное средство, чем мотоцикл, и чтобы сдвинуть его с места или уверенно толкать вперед на подъеме, нужно много ньютон-метров. Причем сразу. За максимальной скоростью, которой можно достичь на высоких оборотах, производители семейных седанов и универсалов не гонятся.

С мотоциклетными движками ситуация несколько иная. Она, скажем так, более разнообразна, но при этом все бензиновые двигатели для мототехники делят в общих чертах на одноцилиндровые, многоцилиндровые и двухцилиндровые.
У одноцилиндровых моторов принцип работы схож с тракторным дизельным двигателем, то есть таковой обладает значительным крутящим моментом, который отлично показывает себя уже на небольших оборотах, однако высокой мощности от такого ждать не нужно. Данные двигатели применяют на байках, которые предназначены для езды по бездорожью, где необходимо в ограниченном объеме мотора выполнять достаточно много нагрузки. Среди преимущества такого рода двигателей является их небольшой вес и малые габариты. В многоцилиндровых двигателях количество цилиндров может составлять 3, 4, 6 и выше. Такие моторы отлично и быстро набирают высокую мощность, потому соответственно и высокие скоростные показатели им по силам. Однако при всем этом данные двигатели гораздо тяжелее и объемнее в габаритах. Потому такой мотор вполне подойдет для туреров, в которых больший вес лишь выигрывает, или для спортивных мотоциклов, в которых чем больше л.с., тем лучше. Даже не пробуйте ездить по бездорожью на такого рода байке.

Но разберемся с компановкой мотора подробнее.
Моноцилиндр. Самый простой и самый популярный вариант устройства мотоциклетного движка. Чаще всего его можно увидеть на различных эндуро, мотардах и кроссачах. Преимущества одноцилиндрового мотора: компактность, простота конструкции и обслуживания, хороший крутящий момент на низких и средних оборотах. Недостатки: ограничение по объему цилиндра, вибрации, ограниченный рабочий диапазон.

Параллельный твин. Двигатель с двумя цилиндрами, установленными в ряд, можно встретить на круизерах, шоссейниках и кроссоверах. Преимущества: относительная простота обслуживания, эффективное охлаждение, хороший крутящий момент на средних оборотах. Недостатки: ограниченный рабочий диапазон, невысокая максимальная мощность.

V-твин. «Воздушными» вэшками такого формата оснащают все Харли и прочие круизеры. Почему? Во-первых, такой движок красив. Также V-твины, правда, жидкостные, традиционно любят итальянские мотопроизводители, которые научились выжимать из них нешуточные ТТХ. Поэтому следует разделять «воздушники» и «водянки», которые очень сильно отличаются. Преимущества первых: отличный крутящий на низких оборотах, эстетичный внешний вид, простота конструкции. Недостатки: узкий рабочий диапазон, вибрации, недостаточное охлаждение заднего цилиндра. Жидкостные вэшки имеют такие плюсы: широкий рабочий диапазон, высокие мощность и крутящий, узость конструкции. Их минусы: сложность и часто дороговизна обслуживания.

V4. Достаточно редкий и высокотехнологичный мотор, который очень любят в гонках MotoGP. Впрочем, используется не только на спортбайках, но и туристах. Преимущества: компактность, высокие мощность и крутящий, равномерная отдача ньютон-метров. Недостатки: навороченность конструкции, сложное ТО, высокая стоимость самого агрегата. 3-цилиндровый рядник. Этот движок – экзотика в наших краях. Его используют Triumph, Benelli и MV Agusta (с недавних пор и Yamaha), комплектуя им свои стриты, спортбайки и туристы.

Трехцилиндровый мотор – разумный компромисс между не очень мощным параллельным твином и мощным, но сложным 4-цилиндровым рядником. Преимущества: относительная компактность, небольшие вибрации, хорошие мощность и крутящий. Недостатки: возможные проблемы с сервисным обслуживанием.

Модель четырехцилиндрового четырехтактного рядного двигателя.

4-цилиндровый рядник. Этот мотор устанавливают на быстрые байки. Главная особенность рядника – любовь к высоким оборотам. Такой двигатель можно и нужно крутить, только тогда он покажет все, на что способен. Преимущества: высокая мощность, минимум вибраций, эластичность, широкий выбор кубатуры – от 400 до 1450 см3. Недостатки: широта конструкции, сложное ТО, мало крутящего на низких оборотах.

Оппозит. Эта компоновка и аббревиатура BMW – близнецы-братья. По сути, тот же V-твин, но с развернутыми на 180° цилиндрами. На самом деле немцы позаимствовали такую компоновку у англичан. В свою очередь, СССР украл ее у BMW, выпустив на просторы нашей бывшей необъятной родины популярные до сих пор «Днепры» и «Уралы». Преимущества оппозита: высокий крутящий момент, эффективное охлаждение цилиндров, низкий центр тяжести. Недостатки: ширина и сложность конструкции (в частности системы ГРМ).

Отдельно нужно сказать о единственном в своем роде 6-цилиндровом оппозите, который устанавливается на Honda Gold Wing. Этот 1832-кубовый мотор жидкостного охлаждения считается идеально сбалансированным (то есть в нем почти отсутствуют вибрации), у него низкий центр тяжести и отличный крутящий момент на низких и средних оборотах. Впрочем, такой рабочий объем делает движок почти автомобильным по своим характеристикам.

Помимо мотоциклов с бензиновым двигателем в современном мире можно встретить еще несколько типов мотоциклетных двигателей, среди которых дизельный двигатель, электродвигатель и пневмодвигатель. Такие мотоциклы — большая редкость.

Источник

Передачи на мотоцикле. Принципы переключения.

Для начала разберёмся, зачем вообще переключать передачи на мотоцикле. По сути, переключение передач позволяет подстроить скорость вращения коленвала двигателя под скорость вращения ведущего колеса. Соответственно, вопрос “Какую мне выбрать передачу для данной скорости?” можно переформулировать как “Какие обороты двигателя мне выбрать для данной скорости?”. На практике это выглядит так:

Таким образом, работа с коробкой передач сводится к поддержанию оборотов двигателя в оптимальном для нашей текущей задачи диапазоне.

Какие обороты выбрать?

Как понять, какие обороты являются оптимальными в данной ситуации? Чтобы разобраться с этим вопросом, стоит взглянуть на график мощности двигателя своего мотоцикла. Это довольно странно, но производители обычно такой график не предоставляют. К счастью, для большинства мотоциклов такой график можно найти в интернете.

В качестве примера вот график от мотоцикла Honda CB400SF

На фото изображено два графика:

График крутящего момента

Нетрудно заметить, что он совсем не ровный. Это значит, что двигатель на разных оборотах работает с разной эффективностью и выдает разный момент. По графику крутящего момента легко определить, в каких диапазонах оборотов двигатель работает наиболее эффективно.

График мощности

Касательно мощности, это ни что иное как произведение крутящего момента на скорость вращения коленвала, выраженную в радианах в секунду. Мощность получается в Ваттах. Если мы хотим оперировать более привычными лошадиными силами и оборотами в минуту – то, чтобы получить мощность, надо момент умножить на обороты и поделить на 7032. Это к вопросу о том, что лучше и нужнее – мощность или крутящий момент. На самом деле у двигателя, у которого крутящий момент на каких-то оборотах больше и мощность на этих же оборотах будет больше.

То есть сама постановка вопроса – что лучше, мощность или крутящий момент некорректна без указания задач и желаемого рабочего диапазона оборотов.

Правильные передачи и оптимальные обороты на мотоцикле

Задача 1: максимально быстро разогнаться

Допустим, наша задача максимально быстро разогнаться. Для максимально быстрого разгона двигатель должен совершить как можно больше работы за минимальное время. Иными словами нам требуется наибольшая мощность. Смотрим график мощности, видим, что зона максимума находится в пределах 6-7 тысяч оборотов. Соответственно, наша задача во время разгона с помощью переключения передач поддерживать обороты в районе 6-7 тысяч.

Задача 2: спокойно разогнаться

Теперь, что если нам надо разогнаться, но не супер быстро, а так, спокойно? Особого смысла выдавливать максимальную мощность нет, можно немного сэкономить топливо и ресурс и переключаться так, чтобы держать двигатель в области максимального крутящего момента. В данном случае это 5-6тысяч.

Задача 3: ехать с постоянной скоростью

В случае если мы вообще никуда не разгоняемся, а просто едем с постоянной скоростью, то большая мощность нам не требуется. В этом случае имеет смысл держать обороты в зоне первого пика крутящего момента, в данном случае это примерно от 2800 до 3400. Держать обороты ниже нет особого смысла, потому что топливно-воздушная смесь начинает сгорать неоптимально и повышается расход бензина. А в случае, если понадобится быстро ускориться, придется ждать, пока двигатель раскрутится до оптимальных оборотов. Насчёт движения с постоянной скоростью ещё стоит сказать, что где-то после 80-90км/ч мощность, затрачиваемая на преодоление сопротивления воздуха, начинает очень быстро расти и удваивается где-то на каждые 40км/ч. То есть, например, на 160 требуется в 4 раза больше мощности чем на 80, хотя скорость выше всего в 2 раза. Аналогично и при езде в горку. Даже если мотоцикл позволяет держать низкие обороты, лучше всё равно переключиться на пониженную, чтобы иметь запас по ускорению.

Источник

Крутить или не крутить двигатель?

В кругах автолюбителей бытуют абсолютно разные мнения на счет оборотов двигателя.
Одни говорят, что нужно пару раз в неделю прокручивать ДВС до максимально допустимых оборотов, для того что бы в цилиндрах не образовывалась выработка, и при резком поднятии оборотов маслосъемные кольца не ударились о «ступеньку», другие говорят что высокие обороты приводят к перегреву, масляному голоданию, и, как следствие — к быстрому износу и снижению ресурса ДВС.

В данной записи я попробую объяснить все с точки зрения устройства ДВС и разобраться, крутить ли двигатель, или «тошнить» на низких оборотах.

Для начала следует понимать, что нельзя назвать высоким или низким одно и то же число оборотов на разных двигателях, так как характеристики всех ДВС разные, у каждого разная мощность и крутящий момент, и если 7-литровому дизельному внедорожнику достаточно 1500-2000 для комфортной езды, то 1.2-литровая малышка начинает «ехать» с 3000-4000 оборотов.

Если ехать на одной и той же скорости, но с разными оборотами двигателя, то за один оборот двигателя будет совершаться разная работа. Например, скорость 50 км/ч при 3000 оборотов на более низкой передаче, и при 2000 на более высокой. Т.е. то расстояние пройденное автомобилем, на которое тратится один оборот на 2000, будет пройдено за полтора оборота на 3000 — двигателю в полтора раза легче выполнять ту же работу на более высоких оборотах. Меньше нагрузки, меньше сила трения — благоприятнее и долговечнее работа двигателя.

В большинстве своем двигатели, устанавливаемые на машины среднего класса (1-3 литра) оснащены довольно легким коленвалом, распредвалом и маховиком, не имеющим большую силу инерции, по-этому езда «внатяг» приводит к излишнему напряжению, износу двигателя, стуку клапанов, да и не позволяет резко отреагировать на случающиеся иногда дорожные ситуации.
С точки зрения смазки и охлаждения двигателя, на 1200-1500 оборотах среднестатистического ДВС необходимое давление масла уже имеется, двигатель смазывается и охлаждается достаточно, но при таких оборотах обычно страдает механическая коробка переключения передач, смазываемая и охлаждаемая разбрызгиванием масла, следовательно, страдают шестерни и подшипники валов.
Также на невысоких оборотах свойственна недостаточная вентиляция цилиндров и ухудшение самоочистки свечей в следствие невысоких температур.

Из положительных сторон низких оборотов на двигателях, не оснащенных электронным приводом дроссельной заслонки стоит отметить невысокий расход топлива, да и то относительный — при движении в горку или на обгоне приходится сильней утапливать педаль, дополнительно обогащая смесь, что ведет к дополнительному расходу.

Вне зависимости от минусов низких оборотов, постоянная езда на слишком высоких тоже не влечет за собой ничего хорошего.

Из очевидных положительных сторон стоит отметить хороший заряд аккумуляторной батареи, высокое давление масла в следствие высоких оборотов масляного насоса.
Из отрицательных — на очень высоких оборотах недостаточна смазка трущихся частей в виду того, что масло не успевает проникнуть в зазоры между агрегатами, ну и повышенный расход топлива.

Как уже было сказано, высокие обороты двигателя благоприятно влияют на самоочистку от нагара, интенсивность смазки, предотвращают заклинивание агрегатов.

При динамичном движении и интенсивном разгоне двигатель не только можно, но и нужно крутить.
Даже если вам неизвестны характеристики вашего двигателя, вы наверняка замечали момент, когда двигателю легче всего достигать максимальных результатов, например с 3х или 4х тысяч оборотов. Это и есть максимальный крутящий момент, достижение которого благоприятного для переключения на повышенную передачу, не «насилуя» двигатель.
Так же у опытных и неопытных водителей чувствуется разница в переключении передач — опытные водители знают масло масляноемомент крутящего момента, и переключение происходит незаметно, в отличие от рывков и дерганий у неопытных, не привыкших к машине
А вот при равномерном движении по трассе, наоборот, переключаться с низшей на высшую передачу можно раньше, чем при интенсивном разгоне.

Резюмируя все вышесказанное, можно сделать вывод, что высокие (не завышенные!) обороты двигателю полезны, и ни к чему плохому не приведут, но и увлекаться ими при равномерной езде тоже не стоит.

Все зависит от динамики езды и ситуации. Не стоит жарить на высоких оборотах при езде по трассе на пониженной передаче, как и не стоит стучать клапанами при езде в гору на высшей передаче, насилуя движок. Однако, перед началом обгона следует держать обороты близкие к максимальному крутящему моменту, чтобы всегда успеть среагировать и «выстрелить» вперед.
Но опять же при долговременной спокойной езде иногда, хотя бы раз в неделю необходимо дать машине «просраться», крутанув до максимальных оборотов.

Всем ровных дорог и меньше поломок!

P.S. Данная статья не претендует на единственно верное научное исследование, является плодом личного и чужого опыта, наблюдений и изучения материалов, и призвана помочь автолюбителям (особенно, начинающим) продлить срок службы двигателя и получить максимальное удовольствие от езды на своем четырехколесном друге.

Критика и комментарии не только разрешаются, но и приветствуются!

Источник

Мотоциклы Урал и Днепр

Разделы

Новое на Форуме

Про обороты двигла!?

С этого места если можно по подробнее.
Не случится ли чего нехорошего со штангами и коромыслами.

Вот тут я хочу вставить лирическое отступление и узнать ваше мнение вот по какому поводу.
В каком направлении надо работать? раскручивать двигло до 10 тысяч? получим визжащий оппозит.
вот как бы увеличить (x2 скажем) мощность двигателя на низких оборотах?

Здесь уже кто-то предлагал идею синфазного распредвала. Кто именно, не помню. Суть идеи заключается в перешлифовке 2 кулачков на распредвале
и в результате настроить систему так, чтобы допустим
впускные клапана открывались одновременно в обоих цилиндрах, соответственно выпускные клапана тоже должны работать синхронно. Рабочий ход будет происходить не поочерёдно в цилиндрах, а одновреммено в обоих. На мой взгляд максимальные обороты при такой переделке упадут, но зато появится
мощнейший крутящий момент. Ну а какой будет звук выхлопа, остаётся только гадать. Подобную систему я хочу осуществить на моторе М-72, как только будет возможность для этого.

А колено, простите не порвет.

На счёт крутящего момента: по идее должен возрасти,
ведь энергия с поршней на коленвал будет передаваться не поочерёдно, то с одной, то с другой стороны, а с обоих одновременно. Простой пример, возьми в руки
штангу и попробуй приподять её сперва одной рукой,
потом другой. А после попробуй одновременно обоими руками. Двумя то заметно легче. Хотя на теории трудно рассуждать и спорить можно немало, вот на практике
надо это испытать, тогда будут чёткие доводы.

послание выше можно не читать, не получилось у меня его подредактировать, по этому пишу заново

Да, кстати, на счёт насоса. Знающие люди отсоединяли один бензошланг от одного карбюратора,
потом ждали когда в нём выработается весь бензин, затем глушили мотор, выворачивали свечу, а вместо свечи вворачивали штуцер со шлангом. Заводили мотор на одном цилиндре и накачивали воздухом со второго цилиндра колёса. Вибраций особых не возникало, не смотря на то, что мотор работал на одном цилиндре.
Отсюда вывод, 4 такта, 1 цилиндр, уральский коленвал,
система не только работоспособна как сама по себе, но
позволяет ещё совершать работу, в данном случае используется половина мотора в качестве компрессора.
А сделать точные замеры показателей двигателя, как:
развиваемые обороты, снимаемая мощность и выдаваемый крутящий момент можно только на специальном стенде. Я не знаю как у вас с этим обстоят дела в Питере или в Москве, но я живу в Германии и побобный стенд разыскать для меня не проблема.
Будет подходящий движок, попробую осуществить
сей эксперимент. А потом испытаю мотор на стенде.
Если дело до этого действительно дойдёт обязательно запущу информацию на сайт Штирлицу вне зависимости от результатов.
А я действительно имел ввиду 2-тактные моторы с П-образной формой цилиндра. Только не от ДКВ, а от советских спортивных машин. Странички в инете не помню, но есть схема движка. Если скажешь куда, могу сбросить на мыло.

Да, кстати, на счёт насоса: Знающие люди отсоединяли один бензошланг от карбюратора на работающем двигателе, давали карбюратору выработать весь оставшийся бензин, потом глушили мотор и выворачивали свечу, а вместо свечи вворачивали штуцер со шлангом. Затем запускали мотор на одном цилиндре и накачивали воздухом колёса или ещё чего.
И вибраций особых не возникало при этом. Отсюда вывод: 4 такта, 1 цилиндр, уральский коленвал способны не только самостоятельно работать, но и совершать другую полезную деятельность в данном случае совершать работу компрессора. Что же касается
крутящего момента, то подсчитать его чисто теоретически довольно сложно в нашем случае. Подобные замеры как развиваемые обороты, снимаемая мощность и выдаваемый крутящий момент хорошо производить на специальном стенде. Не знаю как у вас в Питере или в Москве с этим дела обстоят, а я живу в Германии и подобный стенд разыскать не проблема.
Одним словом подвернётся подходящий движок, попробую испытать предложенную систему распредвала. О результатах сообщу на сайт Штирлицу при любом исходе. Правда когда до этого дело дойдёт не знаю.
А я действительно имел ввиду 2-тактные движки с П-образными цилиндрами, но не от ДКВ, а от советских спортивных машин. Сайт в инете не помню, но могу сбросит на мыло схему подобного движка если интересно.

Источник