Глава вторая

СИЛОВАЯ УСТАНОВКА МОТОЦИКЛОВ


Силовая установка мотоцикла включает двигатель и обслуживающие его системы смазки, питания и зажигания. На мотоциклах Киевского мотоциклетного завода установлены две модели четырехтактных карбюраторных двигателей: К-750 с боковым нижним расположением клапанов (у моделей К-750М, МВ-750, МВ-750М) и МТ-801 с верхним расположением клапанов (у мотоциклов К-650, МТ-9, МВ-650).

Устройство двигателей К-750 и МТ-801 рассматривается в книге последовательно.


ДВИГАТЕЛЬ К-750


Двигатель К-750, продольный и поперечный разрезы которого показаны па рис. 6 (см. вкл.), двухцилиндровый, четырехтактный, нижнеклапанный, воздушного охлаждения, с расположенными горизонтально (под углом 180°) цилиндрами, с рабочим объемом 746 см3, является мотоциклетным двигателем дорожного типа.

Двигатель состоит из кривошипно-шатунного механизма, механизмов газораспределения н вентиляции картера и системы смазки. На картере установлены 6-вольтовый электрический генератор постоянного тока, прерыватель-распределитель и катушка зажигания.

Кривошипно-шатунный механизм


Рис. 7. Коленчатый вал (кривошип) двигателя К-750:
1 - задняя цапфа; 2 - щека; 3 и 8 - шатуны; 4 - ведущая шестерня газораспределения; 5 и 13 - маслоуловители; 6 - передняя щапфа; 7 - роликоподшипник; 9 - втулка верхней головки шатуна; 10 - сепаратор роликоподшипника; 11 - палец кривошипа; 12 - винт крепления маслоуловителя; 14 - задняя коренная лейка

Кривошипно-шатунный механизм преобразует прямолинейное, возвратнопоступательное движение поршней во вращательное движение коленчатого вала. Этот механизм состоит из коленчатого вала 28 (рис. 6), шатунов 23, поршней 18 и цилиндров 3, смонтированных о картере 47.

Коленчатый вал установлен внутри картера на шариковых подшипниках 69 и 70. Над ним располагается распределительный вал 33.

С боков картера на шпильках крепятся цилиндры 3. Спереди картер имеет глухую стенку с гнездами под подшипники, а сзади закрывается круглой крышкой корпуса 49 заднего подшипника коленчатого вала.

В задней части картера находится камера маховика 30, являющаяся соединительным звеном с картером коробки передач.

В передней части картера имеется камера, в которой находятся газораспределительные шестерни 39 и 43 и шестерня 37 привода генератора. Эта камера закрывается литой крышкой 36.

Вверху картера имеется прилив, на котором устанавливается генератор 35, крепящийся хомутом 6.

Снизу полость картера закрыта ребристым штампованным поддоном 55 с пробковой прокладкой 48.

Для крепления картера к раме мотоцикла в нем имеется два сквозных отверстия а и б. В отверстие б запрессована алюминиевая распорная трубка с резиновыми уплотнительпыми кольцами, предохраняющими от вытекания масла, находящегося в картере.

Масло заливается через заливное отверстие, закрытое пробкой со щупом, а спускается через отверстие в поддоне 55, закрытое пробкой 52.

Снизу картера имеется прилив с обработанной плоскостью для установки масляного насоса, подающего смазку к полтинникам коленчатого вала, левому цилиндру и шестерням распределения по каналам маслиной магистрали.

Коленчатый вал двигателя (рис. 7) состоит из двух цапф 1 и 6 с шейками для опорных шарикоподшипников, щеки 2, двух пальцев 11 и маслоуловителей 5 и 13.

Части вала соединяются прессовой посадкой со взаимным расположением колен под углом 180° . В пальцах 11 имеются полости и радиальные каналы для подачи смазки к шатунным роликоподшипникам.

Рис. 8. Детали поршиевой группы двигателя К-750:
1 - поршень; 2 - компрессионные кольца; 3 - маслосъемные кольца; 4 - поршневой палец; 5 - стопорное кольцо; а - донышко поршня; б - юбка; в - отверстие под палец; г - термоизоляционная канавка; д - канавка для компрессионых колец; е - канавки для маслосъемных колец

Шатуны вместе с коленчатым валом образуют неразъемную конструкцию, так как не могут быть сняты без распрессовки коленчатого вала. В нижних головках шатунов находятся однорядные роликоподшипники 7 с сепараторами. Наружным кольцом роликоподшипника является каленая поверхность головки штука, а внутренним кольцом являются поверхности пальцев 11. В верхние головки шатунов запрессованы бронзовые втулки 9.

На шейке передней цапфы коленчатого вала устанавливается ведущая шестерня газораспределения, а на коническом хвостовике задней цапфы — маховик 30 (рис. 6).

Поршни двигателя К-750 (рис. 8) отливаются из специального алюминиевого сплава с минимальным объемным расширением при нагреве.

Основными частями поршня являются донышко а, юбка б и бобышки, выполненные в виде приливов внутри поршня и усиленные ребрами, соединяющими их с донышком.

На поверхности поршня у донышка имеется четыре кольцевые канавки: верхняя г — термоизоляционная, служит для отвода тепла и предотвращения пригорания поршневых колец, две канавки д для установки компрессионных колец 2 и канавка е для установки маслосъемного кольца 3. Аналогичная канавка для второго маслосъемного кольца расположена в нижней части юбки поршня.

Два маслосъемных кольца, сбрасывающие в картер избыточное масло с поверхности цилиндра через отверстия, расположенные по периметру канавок, значительно уменьшают расход масла двигателем.

Рис. 9. Механизм вентиляции картера двигателя К-750:
1 - шестерня распре-делительного вала; 2 - поводок сапуна; 3 - сапун; 4 - распреде-лительный вал двигателя; 5 - сальник; 6 - корпус сальника; 7 - вентиляционная трубка; 8 - крышка камеры шестерен распределения; 9 - канал, соединяющий полость картера с атмосферой; 10 - отверстие сапуна; 11 - отверстие фланца сапуна; 12 - отверстие под поводок

Поршневые кольца изготовлены из серого чугуна, подвергнутого специальной термообработке, обеспечивающей упругость колец в пределах 2,9—4,3 кгс для компрессионных и 2,3—4.3 кгс для маслосммных. Замки в кольцах прямые, с зазором в свободном состоянии в пределах 9—13 мм, а в рабочем положении в цилиндре 0,25—0.5 мм.

Во избежание прорыва газов замки колец при установке должны быть смещенными. Поршни соединяются с верхними головками шатунов с помощью стальных, каленых н полированных по наружной поверхности поршневых пальцев 4. От осевого перемещения поршневой палец закрепляется двумя пружинными стопорными кольцами 5, установленными в кольцевых канавках бобышек поршня.

Цилиндры двигателя К-750, имея одинаковую конструкцию, различаются размещением впускных и выпускных клапапов и поэтому невзаимозаменяемы. Они отливаются из специального легированного чугуна и имеют тщательно обработанную и отполированную рабочую поверхность. Наружная поверхность цилиндров имеет ребра для охлаждения. В теле цилиндра отлиты каналы для впуска рабочей смеси и выпуска отработавших газов. Отверстия каналов на внешних торцах цилиндров закрываются клапанами, установленными в направляющих отверстиях, выходящих в полости клапанных коробок, отлитых заодно с фланцами цилиндров.

Фланец цилиндра крепится к картеру двигателя шестью шпильками, а часть цилиндра, выступающая за плоскость фланца, входит внутрь картера, центрируя цилиндр в посадочном отверстии.

Наружная плоскость цилиндра тщательно обработана для соединения с головкой цилиндра и имеет восемь резьбовых отверстий. Левый цилиндр двигателя имеет кольцевую приточку на плоскости фланца с тремя отверстиями, выходящими на рабочую поверхность цилиндра, для подачи смазки на зеркало цилиндра из масляной магистрали. Зеркало правого цилиндра подвода смазки не имеет и смазывается разбрызгиванием.

Головка цилиндра отливается из алюминиевого сплава и имеет оребрение для лучшего отвода тепла. Внутри головки отлита фасонная камера сгорания, в верхней части которой имеется резьбовое отверстие под свечу зажигания. К наружной плоскости цилиндра головка крепится восемью болтами. Между торцом головки и наружной плоскостью цилиндра ставится дюралевая фасонная прокладка.

Механизм вентиляции картера двигателя

В процессе работы двигателя часть рабочей смеси и отработавших газов, проникая в картер через зазоры поршневых колец, создает в нем повышенное давление. Потому полость картера в определенные моменты необходимо соединять с атмосферой для выброски скопившихся газов, сохраняя в то же время его герметичность от засасывания пыли и влаги извне.

Для этой цели на двигателе К-750 установлен механизм вентиляции картера (рис. 9) механического типа.

Он состоит из пустотелого цилиндрического сапуна 3, соединенного поводком 2 с шестерней 1 распределительного вала 4 двигателя. Цилиндрическая часть сапуна вращается одновременно с шестерней 1 в гнезде крышки 8 и имеет два отверстия 10 под углом 180° , через пол-оборота совпадающие с выведенной наружу через тело крышки 8 трубкой 7.

Газы из картера поступают в полость сапуна через радиальные отверстия 11, высверленные во фланце сапуна, и при совпадении отверстия 10 с выводящим каналом трубки 7 выбрасываются наружу.

За два оборота коленчатого вала двигателя сапун, делая один оборот, дважды соединяет полость картера с атмосферой именно в момент схождения поршней и повышения давления в картере.

Фаза открытия и закрытия сапуна подобрана так, что при работе двигателя в картере сохраняется давление на 0,04—0,06 кгс/см2 ниже атмосферного, не дающее возможности подтеканию масла через сальниковые уплотнители картера.

Механизм газораспределения

Механизм газораспределения регулирует рабочие процессы двигателя, осуществляя впуск рабочей смеси в цилиндры и выпуск отработавших газов в атмосферу после сгорания смеси в определенные промежутки времени.

Рис. 10. Механизм газораспределения двигателя К-750:

1 – крышка клапанной коробки; 2 – распределительный вал; 3 – шестерня распределительного вала; 4 – поводок сапуна; 5 – сапун; 6 – фланец распределительного вала; 7 – сальник распределительного вала; 8 – выпускной кулачок распределительного вала; 9 – толкатель; 10 – направляющая толкателя; 11 – контргайка; 12 – регулировочный болт толкателя; 13 – нижняя тарелся клапанной пружины; 14 – сухарь; 15 – пружина клапана; 16 – выпускной патрубок; 17 – верхняя тарелка клапанной пружины; 18 – выпускной клапан; 19 – теплоизоляционная прокладка; 20 – впускной клапан; 21 – впускной патрубок; 22 – спиральная шестерня распределительного вала; 23 – втулка заднего подшипника распределительного вала; 24 – шестерня привода масляного насоса; 25 – прокладка крышки клапанной коробки


Рис. 11. Камера (коробка) распределительных шестерен двигателя К-750:
1 - ведущая шестерня газораспределения; 2 - сапун; 3 - трубка сапуна; 4 - саль-ник; 5 - подшипник сапуна; 6 - шестерня привода генератора; 7 - крышка распре-делительной коробки; 8 - отверстие для поводка сапуна; 9 - отверстие для про-водов высокого напряжения; 10 - ведомая шестерня газораспределения

Механизм газораспределения состоит из распределительного вала 2 (рис. 10), толкателей 9 с регулировочными болтами 12, направлющих втулок толкателей, выпускного клапана 18 и впускного клапана 20 с пружинами 15 и опорными тарелками 13 и 17 и из пары распределительных шестерен.

Ведущая шестерня 1 (рис. 11) газораспределения установлена на коленчатом вале двигателя, а ведомая шестерня 10 — на шейке распределительного вала.

Распределительный вал смонтирован в картере двигателя на двух опорах: шариковом подшипнике, установленном в отверстии передней стенки картера и удерживаемом от смешения фланцем 6 (рис. 10), крепящимся на двух винтах к стенке, и бронзовой втулке 23, запрессованной в заднюю стенку картера.

Распределительный вал имеет четыре профилированных кулачка, первый и второй из которых служат для подъема выпускных клапанов левого и правого цилиндров, а третий и четвертый соответственно — для впускных клапанов (счет со стороны шестерни распределения).

Профиль у всех четырех кулачков одинаковый, но смещен у каждого кулачка на угол, соответствующий фазам газораспределения.

На заднем конце распределительного вала выфрезерована косозубчатая цилиндрическая шестерня, приводящая во вращение шестерню 24 привода масляного насоса.

На переднем конце распределительного вала имеется профильный кулачок для размыкания контактов прерывателя-распределителя.

Клапаны 20 н 18 предназначены для перекрытия впускных и выпускных клапанов цилиндров. Каждый клапан состоит из стержня и головки, одинаковых по размеру и форме у всех клапанов. На головке клапана снизу имеется кольцевая фаска, под углом 45° притертая по фаске седла, расположенного на цилиндре. На конце стержня клапана сделана кольцевая проточка, в которую вставляются разъемные конические сухари 4 (рис. 12), удерживающие тарелку 3 клапанной пружины 2.


Рис. 12. Клапанный механизм двигателя К-750:
1 - клапан; 2 - пружина клапана; 3 - тарелка клапана; 4 - сухарь; 5 - контргайка; 6 - направляющая толка-теля; 7 - толкатель; 8 - прокладка крышки; 9 - винт крепления крышки; 10 - крышка клапанной коробки; 11 - ре-гулировочный болт толкателя; 12 - опорная тарелка

Клапанные пружины служат для возвращения клапанов в исходное положение после их подъема кулачком распределительного вала. Они устанавливаются с предварительным сжатием до 38 кгс, чтобы обеспечить надлежащую упругость.

Для предотвращения перегрева пружин при работе двигателя в клапанных камерах цилиндров под опорные тарелки 12 устанавливаются термоизоляционные пробковые прокладки.

Толкатели 7 сообщают движение клапанам от кулачков распределительного вала, обеспечивая их подъем на 6,9 мм соответственно высоте кулачков. Толкатели выполнены в виде чугунных цилиндрических стержней с прямоугольной головкой, на рабочей поверхности которой, находящейся в контакте с кулачком распределительного вала, имеется отбеленный слой, обладающий высокой твердостью.

На цилиндрическом конце стержня толкателя сделано резьбовое отверстие, в которое ввернут регулировочный болт 11 с контргайкой 5.

Толкатели имеют алюминиевые направляющие 6, установленные в отверстиях картера и крепящиеся с помощью конических планок. У направляющих сделаны продольные пазы, в которых скользят боковые плоскости головок толкателей.

Оси клапанов и толкателей расположены под некоторым углом и взаимно смещены для обеспечения проворачивания клапанов относительно своей оси во время работы, чем достигается уменьшение износа и сохранение герметичности рабочих поверхностей.

Для нормальной работы двигателя зазор между клапаном и толкателем устанавливается при холодном двигателе и составляет 0,1 мм для выпускного клапана и 0,07 мм для впускного.

Зазор регулируется вращением болта толкателя на нужную величину с проверкой специальным щупом из ЗИП мотоцикла, после чего регулировочный болт фиксируется контргайкой 5. Полный цикл рабочих процессов и цилиндре двигателя происходит за два оборота коленчатого вала, причем рабочие процессы в левом и правом цилиндрах сдвинуты относительно друг друга на 360°.


Порядок работы двигателя К-750


Цилиндры

Рабочие процессы

360°

360°

Левый

Правый

Всасывание

Рабочий ход

Сжатие

Выпуск

Рабочий ход

Всасывание

Выпуск

Сжатие

 

Порядок работы двигателя и продолжительность каждого такта обеспечиваются механизмом газораспределения.


Рис. 13. Диаграмма фаз газораспределения двигателя К-750

Диаграмма фаз газораспределения двигателя в градуcax угла поворота коленчатого вала показана на рис. 13.

Для лучшего наполнения цилиндра рабочей смесью и хорошей очистки камеры сгорания от отработавших газов впускной клапан цилиндра открывается за 76° до в.м.т. и закрывается через 92° после прохождения поршнем н.м.т. Таким образом, суммарное время открытия клапана соответствует углу 348°. Выпускной клапан соответственно открывается за 116° до н.м.т. и закрывается через 52° после прохождения поршнем в.м.т. Суммарное время открытия выпускного клапана также соответствует углу 348°.

Время открытия клапанов, в течение которого вентилируется камера сгорания, соответствует углу 128°.

Весь цикл работы протекает за четыре такта: такт впуска, такт сжатия, такт расширения (рабочий ход) и такт выпуска.

Такт впуска начинается за 76° до в.м.т. С начала подъема впускного клапана рабочая смесь, поступая в камеру сгорания, продувает ее через еще открытый выпускной клапан. Пройдя в.м.т., поршень меняет направление, выпускной клапан закрывается и рабочая смесь усиленно засасывается внутрь цилиндра до момента закрытия впускного клапана (92° после н. м. т.).

Такт сжатия. Оба клапана закрыты. Поршень движется к в.м.т., сжимая рабочую смесь.

Такт расширения (рабочий ход). Оба клапана закрыты. Рабочая смесь воспламеняется от свечи зажигання (за 30±2° до в.м.т. в зависимости от установки зажигания) и, превращаясь в газ, давит с силой на поршень, движущийся к н. м. т., и через шатун вращает коленчатый вал двигателя.

Такт выпуска начинается за 116° до н. м. т. с момента открытия выпускного клапана, через который отработавшие газы устремляются наружу. Выпуск продолжается до момента закрытия выпускного клапана (до 52° после в.м.т.).


Охлаждение двигателя


Двигатель К-750 воздушного охлаждения. Наиболее нагревающимися частями двигателя янляются цилиндры и головки, которые вынесены в стороны и обдуваются встречным потоком воздуха. Для обеспечения интенсивной теплоотдачи поверхности цилиндров и головок снабжены охлаждающими ребрами. Ребра имеются также и в нижней части картера. Изготовленные из алюминиевого сплава картеры и головки также способствуют интенсивному отводу тепла, обеспечивая в общей сложности нормальный тепловой режим двигателя в различных условиях.

Учитывая важность обеспечения нормального охлаждения двигателя, необходимо следить за чистотой поверхностей цилиндров, головок и картера, очищая их поверхности и межреберные пространства.


Система смазки


Для нормальной работы доигателя необходимо наличие масляной пленки на всех его трущихся поверхностях, создаваемой системой смазки двигателя (рис. 14).

У двигателя К-750 применена комбинированная система смазки. Она позволяет часть деталей смазывать маслом под давлением, а часть — разбрызгиванием и масляным туманом, образующимся в картере при вращении коленчатого вала двигателя. Шестеренчатый масляный насос установлен в нижней части картера двигателя и, как уже сказано выше, приводится во вращение спиральной цилиндрической шестерней 20 распределительного вала. Корпус 1 насоса крепится к плоскости прилива картера двумя болтами и закрыт снизу плоской крышкой с отверстием, через которое засасывается масло из резервуара 5. На цилиндрических выступах болтов крепления крышки устанавливается сетчатый фильтр 4, закрывающий корпус масляного насоса и производящий грубую фильтрацию масла, засасываемого насосом из картера двигателя.


Рис. 14. Схема смазки двигателя К-750:

1 – корпус масляного насоса; 2 – ведущая шестерня; 3 – ведомая шестерня; 4 – фильтр масляного насоса; 5 – масляный резервуар; 6 – фильтр (сетка); 7 – палец кривошипа; 8 – маслоуловитель; 9 – масляный карман; 10 – маслопроводный канал; 11 – соединительная штанга; 12 – сверление в клапанной коробке; 13 – сверление в левом цилиндре; 14 – поршневое маслосъемное кольцо; 15 – отверстие для смазки поршневого пальца; 16 – пробка заливного отверстия; 17 – масляный канал; 18 – прокладка корпуса масляного насоса; 19 – пробка сливного отверстия; 20 – ведущая шестерня; 21 – шестерня привода масляного насоса; 22 – соединительная муфта ведущей шестерни; 23 – выходное отверстие масляного насоса; 24 – масляный канал к заднему подшипнику; 25 – маслосточный канал; 26 – сальник кривошипа; 27 – корпус подшипника задчий; 28 – входное отверстие масляного насоса; 28 – входное отверстие масляного насоса; 29 – радиальное отверстие в пальце кривошипа; 30 – задний опорный шариковый подшипник коленчатого вала; 31 – углубление для смазки шестерни привода масляного насоса; 32 – маслопроводная трубка; 33 – передний опорный шариковый подшипник; 34 – углубление в корпусе подшипника; 35 – маслопроводная трубка; 36 – сливное отверстие; 37 – главная масляная магистраль; 38 – масляный канал переднего подшипника; 39 – кольцевая канавка; 40 – углубление для ввода масла


Масло из корпуса насоса, нагнетаемое цилиндрическими шестернями 2 и 3, через выходное отверстие 23 поступает в трубу масляной магистрали, которая соединена с двумя вертикальными каналами 24 и 38, подающими его под давлением в маслоуловители 8 коленчатого вала двигателя. Под действием центробежной силы вращения в маслоуловителях из масла отбрасываются твердые частицы, а очищенное масло через отверстия в пальцах коленчатого вала и радиальные сверления поступает в роликоподшипники нижних головок шатунов. При этом избыточное масло выбрасывается во внутреннюю полость картера и разбрызгивается на поверхности кулачков и толкателей механизма газораспределения и на рабочие поверхности цилиндров, смазывая низ левого и верх правого зеркала цилиндров.

В правом цилиндре масло из верхней части зеркала самотеком смазывает нижнюю, а в левом цилиндре для смазки верхней части зеркала масло подастся дополнительно.

Непосредственно из масляной магистрали по наклонному каналу 17 масло под давлением подается в кольцевую проточку под фланцем левого цилиндра, а оттуда через три отверстия поступает на верхнюю часть зеркала. Часть масла, подаваемого по вертикальному каналу к переднему маслоуловителю коленчатого вала, через кольцевую канавку 39 под корпусом переднего подшипника и трубку 32 стекает на поверхность зубьев ведущей шестерни распределения и при вращении смазывает зубья ведомой шестерни распределительного вала и шестерни привода генератора.

Масляный туман, образующийся при вращении шестерен газораспределения, оседает на поверхностях трения переднего подшипника распределительного сала

и сапуна и обеспечивает их смазку. Избыточное масло стекает вниз и через отверстие возвращается в картер двигателя. Масляным туманом смазываются толкатели и их направляющих, откуда осевшие частицы масла проникают в камеры клапанных коробок цилиндров, смазывая трущиеся поверхности толкателей, пружин и стержней клапанов. Излишек масла стекает из клапанных коробок в картер через сверление 12. Смазка поршневых пальцев и отверстий бобышек поршней обеспечивается проникновением масляного тумана через отверстия 15 в головках шатунов. Смазка заднего подшипника газораспределительного вала обеспечивается маслом, стекающим со стенок и попадающим в канал 10. Заправка свежего масла в систему смазки двигателя осуществляется через наливное отверстие, закрытое пробкой 16 со щупом, на котором нанесены риски, показывающие максимально и минимально допустимый уровень масла, а спуск отработанного масла — из системы через сливное отверстие поддона, закрытое пробкой 19.