ОБОЗРЕНИЕ ЗР•ПОЧЕ МОТОЦИКЛЫТеперь мы, автомобилисты, все чаще задаемся этим вопросом, видя, как двухколесная машина в ярком обтекателе срывается с места и пулей исчезает из глаз. Дело не только в малой массе - мотоциклетные моторы ныне в большинстве своем намного превосходят автомобильные, особенно по удельным показателям. О том, какими техническими ухищрениями достигнуто это превосходство, специально для "За рулем" рассказывает обозреватель журнала "Мото" Александр ВОРОНЦОВ. Сфера применения мотоцикла (будем называть так любую двухколесную машину с двигателем внутреннего сгорания) чрезвычайно широка, поэтому и вариантов исполнения мотоциклетных двигателей неисчислимое множество. Подробный обзор всех этих конструкций - тема не статьи, а весьма объемистой книги. Здесь постараюсь обозначить лишь основные тенденции развития двигателей для мотоциклов*. Спор между двухтактными и четырехтактными двигателями в автомобиле* Обзор современных мотоциклов - см. ЗР, 1996, № 6. Современный двухтактный двигатель с лепестковым обратным клапаном (1) на впуске и регулируемой заслонкой (2) - мощностным клапаном на выпуске ("Ямаха-ОТ125").<Av11i* У jC^E^^I%^4г —фЩ/sk'шШк.w&W*&\т%' '\о'iZvhjtf^BSi y/Tt'p^ iТ^У^Ш j^J' Шк-- =1!н&Мощностной клапан (1) управляется сервомотором (2), получающим сигнал от микропроцессора, и обеспечивает оптимальную настройку выпускной системы в зависимости от оборотов двигателя.•строении был решен в пользу четырех тактов еще в 50-е годы (правда, не окончательно - процесс, разработанный австралийской фирмой "Орбитал", весьма заинтересовал крупнейшие автомобильныеВСЕГО ДВА ТАКТА Двухтактные моторы машин утилитарного назначения весьма традиционны по конструкции и фактически застыли на уровне, достигнутом к началу 70-х годов. У них относительно невысокая (для мотоциклостроения) литровая мощность не более 100 л. с/л. Как правило, эти двигатели - одноцилиндКомпактная конструкция четырехцилиндрового ровые, с отлитым из алюминиевого сплава четырехтактного двигателя ("Cy3yKH-GSX-R750"). цилиндром и чугунной гильзой. Смазка - в смеси с топливом либо раздельная. Зажига- даже с жидкостным. Чугунную гильзу у ние - незамысловатая электронная бесконтаких двигателей заменяет специальное тактная схема. Во впускном тракте установпокрытие, обычно никелькремниевое. Разлен лепестковый клапан, препятствующий дельная система смазки применяется обяобратному выбросу смеси. Это простое и зательно - иначе "двухтактник" не вписыэффективное устройство позволяет расширить рабочий диапазон двигателя и повыСистема уравновешивания четырехцилиндрового сить КПД, потому двухтактники, где нет двигателя Хонда-СВХ1100ХХ": 1 - 3балансирный вал; 2 - промежуточная шестерня; - балансирэтого узла, можно пересчитать по пальцам. ный вал; 4 - шестерня на коленчатом валу.Впускной тракт спрямлен для дос тижения максимального наполне ния цилиндра.Картерные детали и блок цилиндров двигателя отлиты из алюминиевого сплава. Вместо гильз никелькремнеуглеродистое покрытие.компании мира). В мотоциклостроении же обе принципиальные схемы мирно уживаются, поделив сферы влияния. Причем двухтактные двигатели закрепились в двух совершенно различных областях - они применяются либо на дешевых машинах утилитарного назначения, либо на мотоциклах ярко выраженного спортивного характера. В первом случае их ценят за простоту. Во втором - за двукратный перевес в мощности над четырехтактным двигателем того же рабочего объема (в теории). Правда, в силу присущих двухтактному двигателю недостатков - прежде всего, продувки топливно-воздушной смесью - это преимущество на практике никогда не удается воплотить полностью. Но все же перевес получается солидным - не зря в мотогонках Гран-при четырехтактные двигатели не появляются уже более десяти лет. 46 ЗРЛМ 99 А УЕ /7СЛОЖНЕЕ, ЕЩЕ СЛОЖНЕЕ... Есть и более изысканные конструкции - у двухтактных двигателей мотороллеров и легких мотоциклов, выпускаемых в Европе и Японии. Мотороллерные моторы - с воздушным принудительным охлаждением, а наиболее (форсированные (до 140 л. с/л)вается в довольно жесткие нормы чистоты выхлопа. Не редкость на современных мотороллерах и мопедах и катализатор в выпускной системе. Объединяет "утилитарные" двухтактные моторы одно: их рабочий объем не превышает 200 см3 - при большем разрыв в топливной экономичности торые позволят, наконец, разделить процессы продувки и наполнения цилиндра. Характерно, что в конце 1996 года появились сразу две модели совершенно различного назначения с двухтактными двигателями, оснащенными впрыском топлива, - 50-кубовый мотороллер "Веспа-50ЕТ2" и 500-кубовый спортбайк "Бимота V-Дуэ".ЧЕТЫРЕХТАКТНЫЕ Конструкции таких моторов Батарея из четырех карбюраторов обеспечивает питание моне менее, а, пожалуй, даже и ботоциклетного четырехцилиндрового мотора. лее разнообразны, чем двухтактдвух- и четырехтактных двигателей станоных. Подходы к проектированию двигатевится слишком заметным. Лишь два исклюлей для машин утилитарного назначения чения - наш ИЖ и чешская "Ява" - конструкции, корни которых уходят в полувекоСистема инерционного наддува, обеспечивающая лучшее наполнение цилиндров на высоких скоровую давность, подтверждают это правило. стях ("Cy3yKH-GSX-H600"). Бывают исключения ис "другой стороны": не редкость утилитарные машины с четырехтактными двигателями объемом 125 и даже 100 см 3 (причем у "Хонды", а также ее многочисленных копий из Юго-Восточной Азии "полтинник" и тот может быть четырехтактным). Подлинный шедевр современной техники - двухтактные двигатели спортбайков и машин типа "эндуро". Сложностью "начинки" они не уступают четырехтактным моторам! Кроме лепесткового клапана на впуске, появилась еще и специальная заслонка - так называемый мощностной клапан - на выпуске. Дело в том, что для двухтактного и для дорогих тяжелых мотодвигателя чрезвычайно важное значение циклов опять-таки совершенимеет не только форма камеры сгорания и но различны. Для "рабочей каналов в "теле" двигателя, но и настройка лошадки" характерен одноцивпускной и выпускной систем. Это связано линдровый двигатель рабочим с продувкой цилиндра, во время которой объемом 125-250 см 3 , с почти часть топливно-воздушной смеси вылетает вертикальным расположенив выпускную систему. Смесь удается верем цилиндра, воздушным охнуть в камеру сгорания, используя волнолаждением, верхним распревые процессы. Но лишь в определенном диделительным валом с привоапазоне оборотов. Мощностной клапан, педом цепью, двухклапанной горекрывая часть проходного сечения выпуловкой цилиндра. скного патрубка, меняет сопротивление В отличие от автомобиля, выпускной системы и тем самым ее нагде двигатель всегда закрыт кастройку, расширяя диапазон наиболее эфпотом и его дизайном начали фективной работы двигателя. Такие систезаниматься лишь в последние мы появились в начале 80-х годов на двухгоды, для мотоцикла внешний тактных моторах кроссовых и гоночных мовид двигателя часто имеет ретоциклов. Поначалу они имели центробежшающее значение. Только, поные регуляторы механического типа, но жалуй, в американском автомосейчас управление мощностными клапанабилестроении мода влияла на ми возложено на электронику. число и расположение цилиндПоскольку литровая мощность описанров. А для мотоцикла такое - в ных двигателей очень высока - до 300 порядке вещей: вот уже 15 лет л.с/л - и, соответственно, тепловой режим не проходит мода на двухцилинОдноцилиндровый четырехтактный двигатель весьма напряженный, то их охлаждение дровые V-образные четырехтактные двигамотоцикла "UMaxa-SZR660" с пятиклапанной готолько жидкостное. Электронные системы тели, представленные великим множеством ловкой цилиндра. зажигания - более сложные, с цифровым вариантов рабочего объема - от 125 до процессором, что позволяет задавать опти1500 "кубиков". Своеобразные достоинства ция карбюраторов. Кроме дроссельной замальное опережение в зависимости от обоэтой компоновочной схемы - особая вибраслонки, они оснащены дроссельным золотротов двигателя. ция и характерный неровный звук мотора - ником с дозирующей иглой, подвешенным Будущее двухтактных двигателей, очев общем, мотоциклетные радости мало пона гибкой мембране. Полость над мембраной соединена с впускным трактом. Заслонвидно, за системами впрыска топлива, конятны завзятому автомобилисту. З РУЛЕМ 9/97 А 47Но вершина развития мотоциклетных двигателей - это, конечно, рядные "четверки". Моторы подобного типа всегда на два-три шага опережают автомобильные. Например, четырехклапанная схема, которая лишь в последние годысталаобщепринятой в автомобилестроении, получила широкое распространение на мотоциклетных четырехцилиндровых моторах уже в конце 70-х годов. Да и сегодня много ли найдется автомобильных двигателей с удельной мощностью 175 л. с./л, способных работать на 12 000 об/мин? А вот 105-сильная "XoHfla-CBR600R", из технической характеристики которой взяты эти параметры, не считается слишком уж "горячим" спортбайком - так, разъездная лошадка на каждый день. Поскольку четырехцилиндровые моторы весьма популярны ив автомобилестроении, то интересно подробнее рассмотреть конструкцию такого двигателя, чтобы понять, как достигают столь высоких показателей. Прежде всего бросается в глаза целая батарея карбюраторов - по одному на каждый цилиндр. Такое решение позволяет убить целую стаю зайцев: каждый цилиндр получает смесь оптимального состава, обеспечивается равномерность наполнения (конечно, при условии синхронизации карбюраторов), впускной тракт получается минимальной длины, поэтому топливо не конденсируется на его стенках. Кроме того, форма тракта - почти прямая, без изгибов и выступов. Своеобразна и конструк- ка регулирует количество смеси, при этом в соответствии с ее положением и скоростным режимом работы двигателя золотник с иглой автоматически обеспечивает постоянное разрежение у распылителя и тем самым - точное дозирование смеси. По сути, батарея индивидуальных карбюраторов дает почти те же преимущества, что и распределенная система впрыска топлива, но за меньшую цену. Это и определяет пока еще умеренное распространение систем впрыска на мотоциклах (на рядных "четверках" впрыск применяет лишь БМВ и на одной модели - "Ямаха"). Цилиндры и головки цилиндров двигателей отливают из алюминиевого сплава.вышению термического КПД. Часть камеры сгорания образуется выемкой в поршне, так что в верхней мертвой точке периферийная область днища почти соприкасается с головкой цилиндра. Топливно-воздушная смесь в конце хода сжатия с силой выталкивается из этой области в зону свечи зажигания, перемешивая при этом у весь заряд смеси (так называемый сквишэффект). Таким образом, смесь перед появлением искры наболев напряженный тепловой режим, момент зажигания для них изменяется по иной закономерности, чем для крайних. С ЧУВСТВОМ ПРЕВОСХОДСТВА Как и десятилетия назад, мотоциклетные двигатели демонстрируют превосход-Двухцилиндровый оппозитный двигатель БМВ нового поколения. Для уменьшения ширины мотора применили привод от верхнего распредвала через короткие штанги и коромысла. БМВ - одна из немногих компаний, использующая на мотоциклетных моторах впрыск топлива.Двухцилиндровые V-образные двигатели вот уже 90 лет на мотоциклах ("Хонда-\Л750С").Покрытие на стенках цилиндров - никелькремниевое, но в последнее время вновь получили распространение чугунные гильзы, обеспечивающие больший срок службы мотора. Охлаждение - жидкостное, по той же схеме, что принята ив автомобиле. В систему смазки включен масляный радиатор, который на наиболее современных двигателях также с жидкостным охлаждением. Специальные распылители брызгают маслом на внутреннюю поверхность поршня, снижая тепловое напряжение этой детали. Два верхних распределительных вала вращают чаще всего с помощью многозвенной пластинчатой цепи, надежной и малошумной. Для компактности их располагают достаточно близко друг к другу, так что угол между клапанами (два впускных и два выпускных на цилиндр, а у двигателей "Ямаха" - три впускных и два выпускных) составляет около 30°. При этом форма камеры сгорания компактна, с небольшой площадью поверхности, что способствует по48 ЗРЛМ 99 А УЕ /7ходится в интенсивном движении, причем более богатый заряд - как раз у свечи, что помогает надежному воспламенению и быстрому сгоранию смеси. Применение микропроцессоров в системе зажигания позволяет учитывать большее количество параметров. Так, момент опережения зажигания определяется не только числом оборотов двигателя, но и положением дроссельной заслонки. Поскольку средние цилиндры испытывают, несмотря на жидкостное охлаждение,ство в удельной мощности над автомобильными. Пойдет ли развитие последних в том же направлении? Вряд ли. Экономичность и долговечность для мощных мотоциклетных двигателей не столь актуальны - ведь подобный мотоцикл давно уже стал не средством транспорта, а игрушкой взрослого человека. А некоторая непрактичность (например, эксплуатационный расход топлива у 750-кубового мотоцикла выше, чем у малолитражки вдвое больше рабочего объема) игрушке всегда прощалась. Однако такая расточительность непростительна для автомобиля, на котором каждый день ездят на работу.