Во время движения мотоцикл преодолевает на своем пути различные сопротивления. Кроме относительно постоянного расхода мощности двигателя на преодоление трения, возникающего между вращающимися деталями силовой передачи на преодоление нормального сопротивления воздуха и трения качения между шинами колес и землей, существуют переменные сопротивления движению мотоцикла, зависящие от состояния полотна дороги, от профиля пути и т. д. При увеличении сопротивления движению тяговое усилие, которое обеспечивает движение мотоцикла в нормальных условиях, будет недостаточным.
Увеличить тяговые усилия можно в некоторых пределах путем соответствующего открывания дроссельного золотника, но это не всегда обеспечивает необходимое повышение тягового усилия. В силу этого и явилась необходимость включить в число механизмов силовой передачи мотоцикла коробку передач, которая служит для изменения тягового усилия на ведущем колесе при одной и той же величине крутящего момента на валу двигателя. Кроме того, коробка передач мотоцикла позволяет отсоединять вал двигателя от силовой передачи в случаях, когда двигатель работает и сцепление включено.
Принцип работы коробки мотоцикла передач и общее устройство показаны на рис. 1. Ведущая шестерня 1 с малым количеством зубьев соединена с шестерней 3, имеющей большее количество зубьев. Вал 2 ведущей шестерни через сцепление соединение валом двигателя, а шестерня 3 жестко связана с валом 4 коробки передач. При работе двигателя мотоцикла вращается вал 2, а вместе с ним – шестерня 1, на которой создается крутящий момент M1 равный произведению приложенной к валу 2 силы Р в кг на плечо r1 в метрах, а шестерня 3, вращаясь от шестерни 1, будет создавать на валу 4 увеличенный крутящий момент М2, равный произведению силы Р на плечо r2.
Рис. 1. Принцип работы коробки передач мотоцикла: 1 – ведущая шестерня; 2 – вал ведущей шестерни; 3 – ведомая шестерня; 4 – вал коробки передач.
Крутящий момент на валу большей шестерни будет превышать крутящий момент вала меньшей шестерни во столько раз, во сколько раз радиус большой шестерни больше радиуса малой; при этом скорость вращения вала 4 будет меньше скорости вращения вала 2, и поэтому изменение крутящего момента не изменяет величины передаваемой мощности, если не считать потерь на трение.
В устройство каждой коробки передач мотоцикла входят ведущий, ведомый и промежуточный валы. На валах установлены шестерни с различным количеством зубьев, а для их переключения имеется специальный механизм. В зависимости, от того, какие шестерни включены, получаются и различные передаточные числа в коробке передач мотоцикла. Передаточным числом при наличии двух или более включенных шестерен называют отношение числа оборотов ведущего вала (связанного со сцеплением) к числу оборотов ведомого вала (связанного с ведущим колесом).
Подсчет передаточного числа коробки передач мотоцикла при двух включенных шестернях производят делением числа зубьев шестерни ведомого вала на число зубьев шестерни ведущего вала, а если включено несколько шестерен, то передаточное число получают от деления произведения числа зубьев ведомых шестерен на произведение числа зубьев ведущих шестерен. Чем больше передаточное число коробки передач, тем больше будет крутящий момент на ведущем колесе мотоцикла при одном и том же крутящем моменте на валу двигателя.
Коробки передач мотоциклов выполняются трех- и четырехступенчатыми, причем число ступеней соответствует числу передач, которые могут быть включены в данной коробке. Наибольший крутящий момент на ведущем колесе, получают при включении первой передачи и наименьший – на последней.
Первой передачей пользуются при трогании мотоцикла с места и при особо трудных условиях движения. Вторую передачу (а в четырехступенчатой коробке еще и третью) используют для продолжения разгона, а также при тяжелых дорожных условиях. Третья передача в трехступенчатой, а четвертая в четырехступенчатой коробках являются прямой передачей (за исключением некоторых моделей мотоциклов, например, М-72), при которой ведущий и ведомый валы вращаются с одинаковым числом оборотов, т. е. передаточное число этой передачи равно единице. Прямая передача используется во всех случаях, когда условия движения не требуют значительного повышения тягового усилия.
На советских мотоциклах обычно устанавливали трех- и четырехступенчатые коробки передач с передвижными шестернями (каретками) и передвижными муфтами.
