Четырехтактные мото двигатели.

Резонансные глушители и Г-образные поршневые кольца, дисковые золотники, многоканальная продувка и другие конструктивные ухищрения помогли двух­тактным двигателям завоевать себе популярность. Однако же и развитие четырехтактных двигателей не стоя­ло на месте. Японские и итальянские фирмы; добились значительных успехов в их совершенствовании, Известно, что двух- и четырехцилиндровые двигате­ли уравновешены лучше одноцилиндровых. Чем больше рабочий объем одноцилиндрового двигателя, тем ощути­мее вибрации, передаваемые на  раму, подвеску, води­теля. Отсюда — ослабление резьбовых соединений, ме­ханические неисправности и поломки, утомление водителя при длительных поездках. Остановка  двигате­ля на резиновых подушках («ИЖ-Планета-Спорт», МЦ-ТС250 и «Нортон-Коммандо»), как сделано на ав­томобилях, позволяет излечить этот недуг. Но упругую подвеску двигателя не всегда удается применить -— ли­бо по техническим, либо по экономическим причинам. Выход — многоцилиндровая конструкция. При четырех­тактном двигателе ее выполнить проще—--двигатель по ширине получается компактным. В двухтактном же дви­гателе неизбежные сальниковые уплотнения между со­седними цилиндрами, необходимость использования ро­ликовых подшипников для шатунов и как следствие использование составного коленчатого вала, наконец развитые в ширину перепускные каналы затрудняют применение конструкций с числом цилиндров более двух — двигатель получается чрезмерно широким. Японский завод «Ямаха» на четырехтактной модели класса 750 см³ попытался, несмотря на двухцилиндро­вый двигатель, добиться такой же хорошей уравнове­шенности и плавности работы, как и при четырех цилиндровом моторе. В результате пришлось пойти па конструктивные усложнения — установку двух связан­ных цепью с коленчатым валом уравновешивающих ва­лов с противовесами . Если говорить о числе цилиндров на машинах разных классов, то надо отметить, что тяжелые, как пра­вило, имеют два и больше цилиндров. Средние мото­циклы в большинстве случаев двухцилиндровые и лишь на легких моделях один цилиндр наиболее рас­пространен. Сначала четырехцилиндровые четырехтактные дви­гатели, установленные поперек рамы, появились на го­ночных мотоциклах «Жилера», «МВ-Aгyста», «Хонда», Были построены такие машины и в нашей стране Серпуховским ВНИИ- мотопромом. Одна его модель, «С-364», рабочим объемом 350 см³, развивала мощ­ность 59 л. с. при 13 000 об/мин, а дру­гая, «С-565», рабочим объемом 500 см³ 80 л. с. при 12 000 об/мин. За гоночными «чет­верками» последовали дорожные — их вы­пуск наладили заводы японские «Хонда» и «Кавасаки», итальянские «МВ-Агуста» и «Мото-Гуцци». В 1973году на рынке появилась даже шестицилиндровая модель — «Бенелли-Сей». Ее двигатель, очевидно, самый широкий (800 мм) среди мотоциклетных, выступает за габариты рукояток руля по 10 мм с каждой стороны. Правда, в том месте, где размещаются ноги водителя, его ширина меньше — 450 мм. Между прочим, у машин с оппозитными ци­линдрами (БМВ, «Урал») ширина двигателя (680— 720 мм) лишь немногим уступает «Бенелли-Сей». Если говорить о большинстве  двух-, трех- и четырехцилиндровых серийных мотоциклов они расположены в ряд поперек машины. Оппозитные двигатели выпускаются сейчас лишь тремя заводами: в России (Ирбитским и Киевским) и ФРГ (БМВ). Столь же редко V-образиое расположение цилиндров, которое встречается только на тяжелых мо­делях «Харлей-Давидсон», «Мото-Гуцци» и «Дукати». Многоцилиндровые двигатели имеют малые диамет­ры цилиндров — 47 мм у «Хонда-KV300-Фоур» и 56 мм у : «Бенелли-Сей». Как следствие, небольшие размеры и веса поршней, клапанов, деталей кривошипно-шатун­ного механизма позволяют значительно форсировать многоцилиндровые двигатели по числу оборотов — воз­никают меньшие инерционные нагрузки. Так, у четы­рехцилиндровых двигателей число оборотов, соответствующее максимальной мощности, в среднем на 25— 35% больше, чем у двухцилиндровых, и достигает 8000—9500 в минуту. Если у двухтактных двигателей быстроходность ограничена прочностью сепаратора шатунного под­шипника, . то у четырехтактных она определяется спо­собностью клапанного механизма противостоять инер­ционным нагрузкам; Как известно, эти нагрузки пропорциональны, массе детали и се ускорению. При до­стижении определенного числа оборотов инерционная нагрузка на клапан, его коромысло, толкающую штан­гу достигает такой величины, что усилие пружины ока­зывается недостаточным, чтобы поддерживать постоян­ный контакт между клапаном и кулачком. Чтобы уве­личить усилие пружины, надо изменить ее размеры, а в головке цилиндр каждый миллиметр  на вес зо­лота. Напрашивается вывод надо или уменьшить мас­су деталей клапанного механизма или отказаться от пружины и закрывать клапан с помощью механизма, лишенного, упругого элемента. Головки с четырьмя, а не двумя, как делалось рань­ше, клапанами на цилиндр сегодня уже не редкость. Они применяются на четырехтактных моделях «Ямаха- FZ400» и «Кавасаки-ZZR400», не говоря уже о гоночных мотоциклах. Для уменьшения массы возвратно-движущихся ча­стей клапанного механизмf все больше фирм начинает отказываться от схемы с толкающими штангами и ко­ромыслами в пользу более сложного варианта с кулач­ковым валом, размещенным головке- цилиндров. В частности, такую конструкцию завод «Хонда» ис­пользует на всех своих четырехтактных моделях —от 350 см³ до 1800 см³. Однако в ней кулачки действуют не прямо на клапан, а через коромысла, обладающие определенной инерцией. Поэтому следующим шагом, на который пошли инженеры, создававшие быстроходные моторы для мотоциклов, явилось при­менение двух (впускного и выпускного) кулачковых ва­лов. Такая конструкция прежде была привилегией лишь гоночных двигателей. Оба они размещены в головке и действуют на соответствующие клапаны через легкие толкатели. Вес возвратно-движущихся ча­стей тут сведен к минимуму. Чтобы оценить возможности каждой из трех пере­численных схем обратимся к такому примеру, основан­ному на среднестатистических данных. Если взять мо­тоциклетный четырехтактный одноцилиндровый двига­тель рабочим объемом 250 см³ и сравнить по быстро­ходности варианты со штанговым приводом клапанов, одним и двумя распределительными валами, то полу­чим 'соответственно 7200, 8000 и 9000 об/мин. 

Итальянский завод «Ducati» на протяжении многих лет держится так называемого десмодромного привода клапанов В нем вообще нет пружин, закры­вающих клапан, и он не только поднимается, но и возвращается на место под воздействием кулач­ка. Этот механизм требу­ет очень точного и тща­тельного выполнения и, к сожалению, пока не по­лучил широкого распро­странения. Что касается видимых лег­ких пружин, то они слу­жат лишь для компенса­ции зазоров в механиз­ме. Десмодромное рас­пределение позволяет безболезненно достигать 8000—8500 об/мин. А каковы возможно­сти двухтактных двигате­лей? Для сравнения возьмем опять же одноцилиндро­вые машины класса 250 см³. Максимальное число обо­ротов для них сегодня — 6800—7500 в минуту. Рост быстроходности потребовал пересмотра конст­рукции системы зажигания. Уже при 7000—7500 об/мин прерыватели обычного типа, не могли дать двухтакт­ным двигателям надежного зажигания. На высоких оборотах инерционные нагрузки на молоточек прерыва­теля достигали таких значений, что он терял контакт с кулачком, не успевал за его движением. Потребова­лось создать бесконтактные системы с использованием транзисторов, которые в настоящее время уже широко применяются на мотоциклах. Одновременно с системой зажигания существенные изменения претерпела за последние годы система элек­трооборудования. К потребителям электроэнергии при­бавились обязательные во многих странах указатели поворота, стали входить в обиход электрические стар­теры. Напротив, в системе питания серьезных новшеств за минувшее десятилетие не появилось. Нужно, однако, отметить, «наступление» карбюраторов с поплавковой камерой, размещенной не сбоку от смесительной каме­ры, а концентрично ей, как сделано на последней мо^: дели «ИЖ-Планета-Спорт». Таким образом, при боль­ших кренах мотоцикла исключаются перебои в работе карбюратора.

Что касается системы впрыска топлива, которая в настоящее время получила применение на более чем двух десятках моделей серийных легковых автомобилей, ее применение в мотоциклетной сфере ограничилось по­ка отдельными гоночными моделями. Правда, в конце 1973 г. французская фирма «Мотобекан» уже демонст­рировала образец дорожного мотоцикла со впрыском топлива.

На многоцилиндровых Двигателях в большинстве случаев установлено по карбюратору на каждый цилиндр. Так сделано на «Кавасаки-С4», «Хонде-KB500>> И «Мото-Гуцци-GTC350», «Урале», «Сузуки-GT750» И многих других моделях. Регулировка на синхронную работу двух карбюра­торов у двухцилиндрового двигателя и четырех у че­тырехцилиндрового безусловно представляет некоторые трудности. Однако переход в этих случаях соответст­венно па один и два карбюратора означает проигрыш по мощности в 15—20%. Вопрос о выборе системы смазки на четырехтакт­ных двигателях тесно связан с конструкцией корённых и шатунных подшипников. Повсеместно распространен­ные на мотоциклах в прошлом роликовые подшипники теперь вытесняются скользящими, автомобильного: ти­па, Причин тому несколько. Во-первых, подшипники скольжения более долговечны, а их замена значительно проще. Во-вторых, они позволяют, не увеличивая га­баритов и веса двигателя, сделать более прочным и жестким коленчатый вал, что при возросших мощностях и быстроходности двигателей приобретает немаловаж­ное значение.; Правда, подшипники скольжения требо­вательнее к фильтрации масла и требуют подачи его под более высоким давлением, чем роликовые. Все эти «за» и «против» были тщательно взвешены специали­стами ведущих мотозаводов, и теперь более десятка моделей уже оснащены подшипниками скольжения, цель­ными, коленчатыми валами и разъемными шатунами. В их числе—советские машины «Днепр», японские «Ямаха-ТХ750» и «Хокда-KB500»; итальянские «Бенели-Сей» и <<Мото-Гуцци-В7>>, английские «Триумф». Среди двухтактных же двигателей появились инте­ресные модели с самостоятельным подводом смазки к кривошипно-шатунному механизму. Это вызвано тем, что смазка смесью топлива и масла служит причиной «дымного» выхлопа, который способствует загрязнению атмосферы больших городов. Так называемая раздель­ная система смазки с самостоятельным насо­сом и дозатором, подающим различное количество смаз­ки в зависимости от нагрузки двигателя, применяется уже рядом фирм. Среди- них — «Кавасаки», «Сузуки», ЯВА, а также Ижевский завод.