Мотоцикл М1А.
Назначение механизма газораспределения
Назначение механизма газораспределения двигателей внутреннего сгорания, установленного на мотоциклах моделей М-72, ИЖ-49, К-125, М1А «Москва» состоит в том, чтобы своевременно впускать свежую горючую смесь в цилиндры и производить выпуск отработавших газов.
В карбюраторных двигателях внутреннего сгорания советских мотоциклов использовались две системы газораспределения:
1. Клапанное газораспределение.
2. Бесклапанное (поршневое) газораспределение.
Устройство и принцип работы клапанного газораспределения мотоцикла М-72
Клапанное газораспределение ставят на карбюраторные мотоциклетные четырехтактные двигатели внутреннего сгорания.
Механизмы клапанного газораспределения, в зависимости от расположения клапанов, бывает двух видов:
1. С верхними (подвесными) клапанами.
2. С нижними (боковыми) клапанами.
У двигателей внутреннего сгорания советских мотоциклов М-72 механизм газораспределения выполнен с нижними клапанами. В его устройство (см. рисунок 1) входят клапанные пружины, клапаны, распределительный вал, толкатели с направляющими втулками, распределительные шестерни (см. рисунок 5).
Рис. 1. Устройство двигателя мотоцикла М-72.
Принцип работы механизма газораспределения, установленного на двигателе внутреннего сгорания мотоцикла М-72, такой. Во время вращения коленчатого вала смонтированная на коленвале ведущая шестерня распределения, будучи в непрерывном зацеплении с ведомой шестерней распредвала, начинает его вращать. Кулачки распределительного вала при этом набегают на толкатели и открывают клапаны, преодолевая сжатие пружин. При этом внутренняя полость цилиндра соединяется с выпускным или впускным патрубком цилиндра.
Устройство и принцип работы бесклапанного (поршневого) газораспределения мотоциклов ИЖ-49, М1А «Москва», К-125
Бесклапанное (поршневое) газораспределение (там, где работу клапанов исполняет поршень ДВС) имеют двухтактные карбюраторные двигатели внутреннего сгорания, устанавливаемые на мотоциклах М1А «Москва», ИЖ-49, К-125 (рис. 2). В теле цилиндра есть каналы, а на некоторой высоте рабочей поверхности цилиндра мотоциклетного ДВС есть впускные, перепускные, выпускные окна.
Рис. 2. Рабочий цикл мотоциклетного двухтактного двигателя.
Через впускные окна из карбюратора горючая смесь поступает в картер двигателя мотоциклов М1А «Москва», ИЖ-49, К-125. Перепускные окна служат для соединения картера двигателя внутреннего сгорания с цилиндром, а выпускные нужны, чтобы соединять с атмосферой цилиндр ДВС.
Поршень данные окна открывает в некоторой определенной последовательности, соединяя картер и внутреннюю полость у цилиндра ДВС с соответствующим патрубком либо каналом.
Фазы газораспределения двигателя мотоцикла
Одним из факторов, которые влияют на мощность двигателя внутреннего сгорания мотоциклов М1А «Москва», К-125, ИЖ-49 и М-72 является степень наполнения горючей смесью цилиндров. В цилиндры двухтактных двигателей советских мотоциклов в основном поступало 40–45% от возможного с теоретической точки зрения количества горючей смеси, а в цилиндры четырехтактных двигателей — примерно 80–85%.
Чтобы цилиндры двигателей внутреннего сгорания у мотоциклов ИЖ-49, М-72, К-125 и М1А «Москва» лучше наполнялись новой горючей смесью и лучше очищались от газов, которые уже сгорели, закрытие и открытие окон в двухтактных двигателях и закрытие и открытие клапанов в четырехтактных двигателях внутреннего сгорания осуществляется не в момент, когда поршень находится в какой-либо мертвой точке, а с небольшим отклонением.
Моменты конца закрытия и начала открытия окон у двухтактных двигателей мотоциклов ИЖ-49, М1А «Москва», К-125 и моменты конца закрытия и начала открытия выпускного клапана и впускного клапана у четырехтактных двигателей мотоциклов М-72 называют фазами газораспределения (см. рисунок 3).
Рис. 3. Диаграмма фаз газораспределения двигателя внутреннего сгорания мотоцикла М-72.
Как правило, фазы газораспределения определяют градусом, на который повернут по отношению к мертвым точкам коленчатый вал, где нужный клапан должен быть открытым или закрытым.
Для четырехтактного двигателя внутреннего сгорания мотоцикла впускной клапан должен открыться, когда поршень находится в положении ВМТ, т. е. в начале такта впуска; в двигателе у мотоцикла М-72 он фактически начинает открываться в тот момент, когда поршень ДВС не дошел до ВМТ на угол 76°, то есть когда еще не закончился такт выпуска. Это носит название опережения открытия впускного клапана ДВС на 76° (рис. 3).
Теоретически закрыться впускной клапан должен в НМТ, то есть в конце такта впуска; но фактически его закрытие происходит при такте сжатия, пройдя на 92° НМТ. Это носит название запаздывания закрытия впускного клапана ДВС на 92°.
Опережение открытия впускного клапана ДВС и запаздывание его закрытия увеличивает со 180° до 348° период впуска, из-за чего возрастает наполнение цилиндра двигателя внутреннего сгорания мотоцикла горючей смесью.
На диаграмме рис. 3 можно увидеть, что период выпуска вместо 180° увеличен до 348°, за счет этого происходит улучшение очистки цилиндра двигателя мотоцикла от остатков сгоревших газов. При этом в течение некоторого промежутка времени впускной клапан и выпускной клапан находятся в открытом состоянии одновременно. Этот период называют перекрытием и применяют у многооборотных двигателей внутреннего сгорания мотоциклов.
Детали клапанного механизма газораспределения
Назначение клапанов двигателей внутреннего сгорания мотоциклов состоит в том, чтобы закрывать проходные выпускные и впускные отверстия. В устройство клапана входят стержень и головка. У клапана головка имеет сверху плоскую форму (см. рисунок 4), снизу шлифованную, конусную фаску, которую называют рабочей поверхностью клапана двигателя внутреннего сгорания мотоцикла. Она расположена к оси клапана под углом 45°. У цилиндра опорную поверхность, с которой находится в соприкосновении клапан, называют седлом.
Рис. 4. Устройство клапана двигателя внутреннего сгорания мотоцикла М-72.
Форма стрежня клапана цилиндрическая. На конце стержня есть выточка, назначение которой состоит в том, чтобы крепить замочными сухарями опорной тарелки. Опорная тарелка является упором для пружины, удерживающей клапан закрытым. Клапаны изготавливают из жароупорных сталей.
Для того, чтобы передавать усилие к клапану от распределительного вала, существуют толкатели клапанов.
В устройство толкателя клапана двигателя внутреннего сгорания мотоцикла М-72 входит стержень цилиндрической формы, у которого с одной стороны находится плоская головка, а с другой стороны имеется отверстие, назначение которой состоит в том, чтобы устанавливать регулировочный болт.
При работе двигателя мотоцикла происходит сильный нагрев стержня клапана и его удлинение. Из-за этого происходит нарушение плотности прилегания к седлу конусной фаски клапана. В связи с этим между толкателем и клапаном оставляют в холодном состоянии зазор, называемый температурным зазором. У двигателя внутреннего сгорания мотоцикла М-72 он равен 0,1 мм.
При уменьшении этого зазора происходит неполное закрытие клапанов, а при увеличении появляется стук клапанов.
Назначение распределительного вала двигателей внутреннего сгорания мотоциклов состоит в том, чтобы открытие клапанов происходило в определенной последовательности, которая установлена конструктивными особенностями мотоцикла в соответствии с нужными фазами газораспределения.
В устройство распределительного вала двигателя внутреннего сгорания советского мотоцикла М-72 (см. рисунок 5) входят 4 кулачка (в соответствии с количеством клапанов), винтовая шестерня от привода для масляного насоса и две опорные шейки.
Рис. 5. Устройство распределительного вала двигателя внутреннего сгорания мотоцикла М-72.
На вал перед первым кулачком установлена методом напрессовки шестерня распределения. У вала на конце есть кулачки прерывателя, а также опорная поверхность ротора распределителя зажигания.
Каждый клапан в четырехтактных двигателях внутреннего сгорания мотоциклов М-72 должен за два оборота коленчатого вала открыться один раз. Иными словами, когда коленчатый вал совершит два оборота, распределительный вал совершит один оборот. В связи с этим количество зубьев у шестерни распределительного вала больше в два раза по сравнению с шестерней коленчатого вала двигателя мотоцикла.
