Мотоциклетний двигун внутрішнього згоряння складається з кривошипно-шатунного і газорозподільного механізмів, систем живлення, запалювання, змащення, охолодження. В циліндрі двигуна робоча суміш стискається, запалюється від іскри і спалюється, виділяючи велику кількість тепла. Розширюючись при цьому вона штовхає поршень. За допомогою кривошипно-шатунного механізму прямолінійний рух поршня перетворюється в обертовий рух колінчастого вала. Таким чином, теплова енергія, яка утворюється при згорянні палива, перетворюється в механічну енергію обертаючого вала двигуна. Періодично повторюючись в визначеній послідовності, процес, який відбувається в циліндрі і викликає перетворення теплової енергії в механічну роботу, називається робочим циклом двигуна. Крайні положення поршня, який рухається в циліндрі, називаються мертвими точками. Положення, при якому поршень максимально віддалений від вісі колінчастого валу - верхня мертва точка (ВМТ). Нижня мертва точка (НМТ) - це положення, коли він знаходиться на мінімальній відстані від вісі колінчастого вала. Відстань між верхньою та нижньою мертвими точками називається ходом поршня. Простір над поршнем коли він знаходиться в верхній мертвій точці називається об'ємом камери згоряння. Простір в циліндрі, який звільняється при переміщенні поршня з верхньої мертвої точки в нижню мертву точку, називається робочим об'ємом циліндра. Сума об'єму камери згоряння і робочого об'єму циліндра називається повним об'ємом циліндра. Відношення повного об'єму циліндра до об'єму камери згоряння називається ступенем стиску. В чотиритактних двигунах робочий цикл проходить за чотири ходи поршня та два оберти колінчастого валу. Під час впуску поршень опускається від ВМТ і засмоктує пальну суміш через відкритий впускний клапан. Пройшовши НМТ, поршень піднімається і стискує робочу суміш при закритих клапанах - цей такт називається стисненням. Біля ВМТ суміш в камері згоряння запалюється електричною іскрою. Іскра забезпечується системою запалювання і проскакує до моменту досягнення поршнем ВМТ (це називається випередженням запалювання), оскільки на запалювання суміші в циліндрі потрібен деякий час. Суміш починає горіти в той час, коли поршень пройде ВМТ і починає рухатись донизу. Паливо-повітряна суміш, що згоряє, розширюється і штовхає поршень донизу - здійснюється так званий робочий хід, оскільки під час нього і виконується корисна робота. Наступну половину оберту колінчастого вала поршень, який рухається доверху, виштовхує відпрацьовані гази через відкритий випускний клапан - цей такт називається випуском. Потім робочий цикл повторюється. В двотактних двигунах на відміну від чотиритактних один робочий цикл проходить за один оберт колінчастого вала. Друга їх особливість - відсутність клапанів (впускних і випускних) з механічним приводом. Роль клапанів виконує сам поршень, відчиняючи і зачиняючи спеціальні вікна на поверхні циліндра. Об'єм картера під поршнем також використовується для газообміну. Коли поршень рухається доверху від НМТ об'єм під поршнем збільшується і в ньому створюється розрідження. Під його дією паливна суміш надходить в підпоршневий простір. В той же час поршень, який рухається доверху, витискує з циліндра відпрацьовані гази, які залишились від попереднього циклу. Разом з цими газами знаходиться робоча суміш, яка потрапила в циліндр при продуванні. Конструкція двотактного двигуна забезпечує окреме знаходження в циліндрі відпрацьованих газів і паливної суміші. Подальший рух поршня доверху зачиняє вікна на внутрішній поверхні циліндра і в об'ємі над поршнем починається стиск паливної суміші. Біля ВМТ суміш в камері згоряння запалюється електричною іскрою. Паливно-повітряна суміш при згорянні розширюється і штовхає поршень донизу - відбувається робочий хід. Спустившись приблизно на 2/3 свого ходу, верхній пружок поршня відчиняє випускне вікно на поверхні циліндра. Відпрацьовані гази, які знаходяться під надмірним тиском, виходять через це вікно у випускну трубу, через інші вікна в циліндр надходить свіжий заряд паливної суміші з порожнини картера, де поршень, шо опускається, створює надлишковий тиск. Це перетікання суміші називається продувкою, а вікна і канали - продувочними. Сучасні двотактні двигуни мають багатоканальну (3-7 каналів) поворотно - петлеву продувку. Крім того, на вході в циліндр ставлять зворотний пластинчастий клапан, яким керує розрідженням в картері. Під час впуску в картер (поршень рухається від НМТ до ВМТ) під дією розрідження в підпоршневому просторі пластинки клапана відкривають прохід горючої суміші від карбюратора. При зворотному русі поршня (під час продувки) надлишковий тиск в картері закриває пластини клапана, перешкоджаючи зворотному викиду суміші з картера в карбюратор. Пластинчатий клапан поліпшує наповнення циліндра, підвищує потужність і економічність двотактного двигуна, особливо на малих і середніх обертах колінчастого валу. Найбільш довершені двотактні двигуни також мають спеціальний механізм, що змінює висоту випускного вікна (а значить, тривалість випуску) залежно від обертів колінчастого вала двигуна (так званий «керований випуск»). Незважаючи на заходи з поліпшення газообміну, в двотактних ДВЗ деяка частина суміші йде з відпрацьованими газами, тому вони програють в економічності в порівнянні з чотиритактними. Внутрішня поверхня циліндра двигуна, по якій переміщується поршень, називається дзеркалом циліндра. У минулому широко застосовувалися чавунні циліндри, пізніше їх змінили алюмінієві зі вставними чавунними або сталевими гільзами. У сучасних двиїунах застосовують твердосплавні, нікель-кремнієві композиції («ніка-сил»), напилені безпосередньо на алюмінієву основу циліндрів.При повітряній системі охолодження ДВЗ сорочку циліндра (зовнішню поверхню) виконують ребристою, при «водяній» - з внутрішніми порожнинами, для проходу охолоджуючої рідини. Поршень сприймає тиск газів при згорянні робочої суміші. Він складається з верхньої та нижньої частин (відповідно головки і спідниці) і бобишок кріплення поршневого пальця. Форма дна буває плоскою або опуклою, у чотиритактних двигунів у дні часто роблять виїмки під клапани. У спідниці поршня у двотактних двигунів виконані вирізи, через які проходить горюча суміш, адже у цих двигунів поршень керує газорозподілом (впусканням, продувкою і випуском). Головка поршня має потовщені стінки, в яких розміщуються 1-3 компресійних кільця,виготовлених зі спеціального чавуну чи сталі. Ці кільця ущільнюють прозір між поршнем і дзеркалом циліндра, відводять теплоту в стінки циліндра. У чотиритактних двигунів, крім компресійних кілець, є маслознімальне кільце, яке видаляє надлишки з дзеркала циліндру. Бобишки служать опорою для поршневого пальця, в них є проточки для стопорного кільця та отвори для змащення масляним туманом. Часто в зоні бобишок, на зовнішній поверхні поршня, роблять спеціальніпоглиблення - холодильники. Спідниця направляє рух поршня. Через неоднакове теплове розширення різних частин поршня його зовнішній поверхні надають складну форму: бочкоподібну (конусну) по висоті і овальну по колу. Виготовляють поршні з високоякісних алюмінієвих сплавів з великим вмістом кремнію, що витримують високі теплові та механічні навантаження і в той же час володіють низьким коефіцієнтом розширення. Поршневий палець шарнірно з'єднує поршень з шатуном. Зазвичай застосовують плаваючу посадку пальця в бобишках поршня і верхній головці шатуна: його фіксація від вісьових переміщень здійснюється пружинними стопорними кільцями, встановленими в бобишках. Шатун передає зусилля від поршня до колінчастого валу і складається з стрижня (двотаврового або еліптичного перетину) і головок: верхньої та нижньої. Залежно від типу двигуна і застосовуваної системи змащення, головки шатуна виконують з підшипниками ковзання (з втулками або вкладишами) або ковзання (роликові, голчасті). Коли в нижній головці застосовують підшипник качання, саму головку виготовляють розбірною. Колінчастий вал сприймає зусилля від поршня (через шатун), перетворює його на обертальний рух і потім передає крутний момент до трансмісії. Крім того, від колінчастого валу приводяться в дію інші системи і механізми: газорозподільний механізм (ГРМ), масляний насос (в чотиритактних ДВЗ), генератор, насос системи охолодження, що врівноважують вали. Залежно від кількості циліндрів двигуна іконструктивної схеми колінчастий вал може мати одне або декілька колін, кожне з яких утворене двома щоками, шатунною шийкою. Між колінами і по краях валу розташовуються корінні шийки, що спираються на підшипники. Колінчасті вали виготовляють складовими, або нерозбірними (цілісними). Тип підшипників, його опор (корінних шийок) залежить від застосовуваної системи змащення. Для підвищення плавності роботи двигуна (адже тільки один хід поршня є робочим, а решта - один у двотактного двигуна і три у чотиритактного - вимагають витрати енергії) колінчасті вали мають виносний маховик, масивні щоки і противаги. Крім того, багато сучасних двигунів мають^ спеціальні врівноважувальні вали, що наводяться зубчастою передачею від колінчастого валу. Картер виготовляють нероз'ємним або з площиною роз'єму (поздовжньою, поперечною). У чотиритактних двигунах картер (або його піддон) зазвичай є резервуаром для масла, що стікає з деталей, які змащуються. Багато двигунів мають загальний картер із зчепленням і коробкою передач. У двотактних багатоциліндрових двигунах обсяг картера кожного циліндра повинен бути відділений від інших, це ускладнює конструкцію картера при числі циліндрів два і більше. Газорозподілом в чотиритактному двигуні керує розподільчий (або кулачковий) вал, який обертається в два рази повільніше колінчастого. При обертанні розподільчий вал своїми виступами (кулачками) взаємодіє із штовхачами, які безпосередньо або через передаточну ланку відчиняють клапани. Періоди часу, коли відчинені впускні і випускні клапани, називаються фазами газорозподілу. Для кращого наповнення циліндра сумішну фазу впуску починають, коли поршень ще не дійшов до ВМТ. При подальшому ході поршня від ВМТ до НМТ він засмоктує через відчинений клапан паливну суміш і закінчує впуск після проходження НМТ коли частина суміші подається до циліндру за інерцією. Очищення циліндру від відпрацьованих газів починають також в кінці ходу розширення, коли поршень ще не дійшов до НМТ, але в циліндрі надлишковий тиск. Потім при ході поршня від НМТ до ВМТ поршень виштовхує відпрацьовані гази. Зачиняють випускний клапан після ВМТ, щоб дати частині відпрацьованих газів залишити циліндр за інерцією. Таким чином існує період часу, коли обидва клапани відчинені - це називається «перекриттям клапанів». Кожна модель чотиритактного двигуна має свої оптимальні фази газорозподілу, які задаються виробником, профілем кулачків розподільчого валу. Деякі мотоциклетні двигуни мають спеціальні пристрої, які дозволяють змінювати фази газорозподілу в залежності від швидкості обертання колінчастого вала. На сучасних чотиритактних двигунах використовуються декілька типів ГРМ: OHV, ОНС, DOHC. В схемі OHV, яка рідко зустрічається, клапани, які розташовані в головці циліндра, приводяться від нижнього розподільчого валу через штовхачі, штанги і коромисла; конструкція не забезпечує чіткої роботи механізму при високих обертах колінчастого валу. Двигуни з ГРМ на ОНС мають «верхній» розподільчий вал, який діє на штовхачі клапанів через важелі; вал приводиться до обертання ланцюгом, або зубчастим пасом. В сучасних багатоклапанних головках з 4-5 клапанами на циліндр використовують два розподільчих вала, кожний з яких своїми кулачками безпосередньо діє на штовхачі клапанів (схема DOHC). Така конструкція має мінімум деталей, що дозволяє збільшити частоту обертання колінчастого валу двигуна, а відповідно і його потужність. Розподільчий вал приводиться від колінчастого вала зубчастою ланцюговою передачею або через зубчастий пас. В останніх двигунах є натягувачі та заспокоювачі ланцюга (паса). Для нормальної роботи клапанного механізму між стрижнем клапана і його приводом повинен бути тепловий зазор (0,05 - 0,15 мм). Коли зазору немає, клапани зачиняються щільно, внаслідок чого обгоряють і виходять з ладу. Коли зазор збільшений, вони відчиняються цілком (губиться потужність), і крім того стукають. Чотиритактні двигуни складніші двотактних, тим не менше вони витиснули їх через більш «чисте» згоряння і більшу економічність. В теперішній час мотоцикли з двотактними двигунами мають обмежене застосування - це старі моделі. В мотоциклетних двигунах кількість циліндрів може бути чотири, хоча зустрічаються і три- і шестициліндрові. Вони мають різне компонування (рядами -подовжнє та поперечне), V та L подібне, горизонтально опозитне. Робочий об'єм двигунів серійних мотоциклів зазвичай не перевищує 1500 см3 (хоча є моделі і до 2500 см3), потужність 150-180 к.с. Компонування двигунів скутерів не відрізняється різноманітністю, у більшості - один циліндр. Лише в двигунах з робочим об'ємом понад 500 см3 застосовують двоциліндрові рядні і V-подібні конструкції, потужність таких двигунів подібна до мотоциклетної. бесплатные минусовки без регистрации Перфораторы, дрели
