Устанавливая кольца на поршне, надо следить, чтобы замки их не находились на одной линии. Если замки окажутся на одной линии — образуется сквозной канал из зазоров, по которому газы могут свободно проходить из верхней части цилиндра в картер.
В двухтактных двигателях замки должны быть установлены так, чтобы они не совпадали с окнами; а чтобы они во время работы не могли повернуться и не сломались бы, их закрепляют штифтами.
Шатун. Усилие от поршня коленчатому валу передается через поршневый палец и шатун.
Шатун состоит из трех частей: верхней головки, тела и нижней головки. В отверстие верхней головки запрессована бронзовая втулка. В нее входит поршневый палец. Бронзовая втулка служит для уменьшения трения. Головка имеет отверстие для смазки.
Нижняя головка шатуна служит для соединения шатуна с коленчатым валом (рис. 26).
Рис. 26. Шатун с коленчатым валом двигателя мотоцикла М-1-М.
В ней находится роликовый или игольчатый подшипник. Головка имеет прорезь, через которую масло поступает для его смазки. Тело шатуна имеет двутавровое сечение, похожее на сечение железнодорожных рельсов.
Шатун всегда обращен своей узкой частью в сторону вращения. Это сделано не случайно. Дело в том, что в узкой части он имеет большее сопротивление, чем в широкой. Возьмите обыкновенную деревянную линейку. Попробуйте ее сломать. По широкой стороне вам это удастся сравнительно легко. Но если вы попытаетесь сломать ее по ребру, то вам придется приложить значительно большие усилия, прежде чем она переломится.
Коленчатый вал. Воспринимая на себя усилия, передаваемые от поршня, коленчатый вал передает их через силовую передачу на ведущее колесо. Коленчатый вал мотоциклетных двигателей изготовляют или вместе с маховиком, или отдельно от него.
Например, в двигателе мотоцикла М-1-М он сделан вместе с маховиками, а в М-72 отдельно от маховика (рис. 27).
Рис. 27. Шатун с коленчатым валом двигателя мотоцикла М-72.
Кроме маховика, к коленчатому валу двигателя М-1-М относятся две коренные и одна шатунная шейки.
Шатунная шейка и два маховика (щеки) образуют колено, или кривошип вала.
Коренные шейки вращаются на шариковых подшипниках. На коренных шейках установлены два сальника, которые задерживают масло в картере и в двухтактном двигателе создают герметичность картера.
У двигателей с одним цилиндром коленчатый вал имеет одно колено.
Две коренные и две шатунные шейки коленчатого вала мотоцикла М-72 соединены между собой щеками. На крайних щеках вала имеются противовесы. Этот вал имеет два колена: двигатель имеет два цилиндра. На одном конце вала насажен маховик.
Коленчатый вал двигателя делает до 5000 оборотов в минуту. При такой скорости вращения в нем возникают большие центробежные силы. Достаточно излишка металла в несколько граммов на какой-нибудь щеке, как под влиянием центробежной силы он превращается в килограммы. Центробежные силы стремятся сдвинуть вал в сторону. Вал с силой давит на коренные подшипники, вызывая их усиленный износ. Надо нейтрализовать вредное действие центробежной силы. Для этого коленчатый вал М-72 снабжен противовесами.
Центробежные силы, возникающие при вращении коленчатого вала и щек, равны, но направлены в противоположные стороны. Силы уравновешивают друг друга и разгружают подшипники.
Картер. Картер служит основанием для механизмов. Кроме того, картер защищает внутренние части двигателя от загрязнения (рис. 28 и 29).
Рис. 28. Картер двигателя мотоцикла М-1-М.
Рис. 29. Картер двигателя мотоцикла М-72.
У четырехтактных двигателей в картере помещается масло для смазки двигателя, а в двухтактных находится горючая смесь, поступающая из карбюратора. Картеры изготовляются из алюминиевых сплавов. На мотоциклетных двигателях картеры бывают «сухие» и «мокрые». Есть двигатели, у которых основное количество масла хранится в масляном баке. Такие двигатели называются двигателями с сухим картером. У других двигателей в картерах помещается все масло, необходимое для смазки двигателя. Это двигатели с мокрыми картерами.
Устройство картеров тоже неодинаково. Бывают картеры разъемные и неразъемные. Картер мотоцикла М-1-М относится к типу разъемных. Он состоит из двух половинок, между которыми помещается прокладка. Половинки картера соединяются болтами.
Как цилиндр заполняется горючей смесью
Двигатель может работать непрерывно несколько часов подряд. Но для этого цилиндры в нужный момент надо заполнить горючей смесью и своевременно очистить от продуктов горения. Эта ответственная работа поручена механизму газораспределения.
Механизмы распределения бывают двух основных типов: бесклапанные и клапанные. Бесклапанные механизмы газораспределения применены на отечественных двухтактных двигателях ИЖ-56, К-175, К-55, М-1-М, «Вятка»-150, «Тула»-200. Клапанные же механизмы установлены на четырехтактных двигателях, в том числе на М-72, М-52 и др.
Бесклапанный механизм газораспределения
Как происходит наполнение цилиндра горючей смесью и очистка его от отработавших газов, мы уже знаем. О них мы говорили, когда изучали работу двухтактного двигателя. Чтобы закончить знакомство с этой системой, надо еще сказать, что на большинстве двигателей применена так называемая возвратно-петлевая продувка. Горючая смесь, поступая в цилиндр, делает поворот и выталкивает отработавшие газы в выпускные окна. Такая система способствует лучшему удалению оставшихся продуктов горения.
Клапанный механизм газораспределения
Механизмы газораспределения четырехтактных двигателей различаются по расположению клапанов: нижнее (боковое) или верхнее (подвесное). Верхнее расположение клапанов у мотоциклов М-52 и М-61, нижнее — у мотоцикла М-72. При верхнем расположении клапанов впускные и выпускные каналы находятся в головке цилиндров. Если расположение клапанов нижнее (боковое), каналы проходят в теле цилиндра. Части каналов, куда садится головка клапана, называются седлами.
Клапан похож на гриб. Верхняя часть — шляпка — это головка клапана, а нижняя — ножка — стержень (рис. 30).
Рис. 30. Клапан двигателя мотоцикла М-72.
Края головки клапана срезаны на конус — клапан плотно входит в седло.
Открытием клапанов ведает распределительный вал, а закрытием — пружины.
Распределительный вал на теле имеет кулачки. Каждому клапану соответствует свой кулачок. Распределительный вал приводится во вращение от коленчатого вала. Для этого шестерня распределительного вала зацеплена с шестерней коленчатого вала. Обе шестерни называются распределительными. Между стержнем клапана и кулачком помещен толкатель.
Как же происходит открытие клапана? Коленчатый вал, вращаясь, через свою шестерню передает вращение шестерне, насаженной на кулачковый распределительный вал (рис. 31).
Рис. 31. Распределительный вал двигателя мотоцикла М-72.
Кулачок набегает на толкатель и приподнимает его. Толкатель действует на стержень клапана и также поднимает его. Канал открывается.
При дальнейшем вращении распределительного вала кулачок уйдет от толкателя: он не станет его поддерживать в поднятом состоянии.
Так должно происходить. Но в действительности же дело обстоит несколько сложнее. Распределительный вал в одну минуту может делать до 2200 и более оборотов. Это значит, что каждый клапан каждую минуту должен подняться 2200 раз, или 40 раз в секунду. Силы инерции не дадут ему закрыться, а поэтому, если не заставить его принудительно закрываться, он при работе двигателя никогда не будет закрыт. Это устраняет пружина. Пружина верхним концом упирается в направляющую стержня клапана, а нижним — в опорную шайбу, закрепленную на стержне клапана. Стержень имеет кольцевую выточку и сухари.