Устройство двигателя мотоцикла ямаха
Японские легенды: Yamaha — удивительный путь от роялей к двигателям
Япония — страна людей, умеющих фантастически приспосабливаться и проявлять себя в совершено разных областях. Это же касается и многих японских компаний, смело шагающих навстречу неизвестности. Хороший пример — известная компания Yamaha.
В 1887 году инженер Торакусу Ямаха, сын обедневшего самурая из Нагасаки, занимался ремонтом медицинских инструментов в городе Хамамацу. К нему, как к одному из немногих механиков города, обратилась местная школа с просьбой починить фисгармонию американского производства. Задание для технически подкованного Ямахи оказалось вполне по силам.
Он настолько увлекся работой с инструментом, что в итоге решил создать свой собственный. В 1889 году была основана Yamaha Organ Manufacturing Company — первая японская компания по производству «западных» музыкальных инструментов. Спустя восемь лет, в 1897 году, Ямаха создал компанию Nippon Gakki (с яп. — «японские музыкальные инструменты»), символом которой стали три скрещенных камертона.
Дела на внутреннем рынке шли так хорошо, что в год своего создания компания Nippon Gakki сразу же получила заказ на экспорт — 78 органов были поставлены в страны Юго-Восточной Азии. В 1902 году началось производство первых роялей Yamaha, а в 1904 году орган и пианино японской компании получили Гран-при на Всемирной выставке в американском Сент-Луисе.
Тяжелые времена и новая продукция
Торакусу Ямаха расширил свой бизнес, используя опыт в деревообработке — компания стала заниматься мебелью, попутно расширяя ассортимент музыкальных инструментов. К моменту смерти Ямахи компания процветала, выпуская по 1200 фортепиано в год. Однако мировой финансовый кризис начала 1920-х годов чуть было не поставил крест на компании — экспортные объемы резко сократились. В довершении всего, в 1922 году, сгорело две фабрики. А в 1923 несколько заводов были разрушены землетрясением. Чтобы удержать известного производителя на плаву, государство отдало Yamaha контракт на производство деревянных пропеллеров для самолетов. Так Nippon Gakki сделала свой первый шаг к силовым агрегатам. В 1927 году у руля компании встает Каити Каваками, который затем проведет Yamaha через трудные военные годы и разруху конца 40-х.
В 1931 году Yamaha опять получает контракт на изготовление винтов для самолетов, но на этот раз не только деревянных, но и металлических. Инвестиции из госсектора позволяют построить мощности для металлообработки, Yamaha становится одним из поставщиков японских ВВС, постепенно расширяя ассортимент продукции и накапливая инженерный опыт.
Металлообработка пригодилась и в мирных целях — сначала для постройки стальных рам для роялей, а затем для освоения производства духовых инструментов, фонографов, духовых органов. Война не прошла для практически мирной Yamaha бесследно — все заводы были разрушены. Единственным активом компании остались уцелевшие специалисты. Но уже в 1947 году Каити Каваками добивается возобновления производства и даже налаживает экспорт музыкальных инструментов.
Эпоха больших перемен
В 1950-м году на посту президента компании происходит «семейная» смена — Каити Каваками уступает бразды правления сыну Гэнити.
Молодой управленец мыслит широко — он понимает, что производство надо диверсифицировать. Выбор пал на неожиданное, казалось бы, направление — мотоциклы. Однако причин такого выбора на самом деле было много. От личных — Каваками-младший был страстным поклонником мотоциклов, до объективных, которые, конечно же, перевешивали.
В 1950-х годах, когда бурное послевоенное восстановление уже началось, в стране был дефицит транспортных средств. Дорогие экспортные автомобили были большинству не по карману, и в Японии начался расцвет мотоциклетной промышленности. В какой-то момент в отрасли насчитывалось целых 204 компании, но спрос все рос!
Каваками совершил поездку в Европу, где смог познакомиться с лучшими образцами мотоциклов и привезти несколько моделей. Еще одной важной причиной для расширения бизнеса стал надвигающийся дефицит ценной древесины — Каваками не без причин опасался, что музыкальный бизнес, сильно завязанный на дерево, может от этого пострадать.
Взвесив все за и против, глава Nippon Gakki поставил перед инженерами компании задачу — за год сконструировать и поставить в серию мотоцикл Yamaha. Здесь как нельзя кстати пригодился и довоенный опыт, и европейские образцы, и японская привычка доводить все до абсолюта.
Так было принято решение начать производство собственной модели на базе RT125, мотоцикла объемом 125 куб. см, изготовленного немецкой компанией DKW. Мотоцикл RT125 в свое время был сверхуспешным — его копировали чаще, чем любой другой мотоцикл в мире.
Тернистый путь к мотоциклу
Как и в любом проекте, который реализуется впервые, Nippon Gakki столкнулась со многими трудностями. Например, первые цилиндры, которые были разработаны на основе технологии литья, используемой для изготовления рам для фортепиано, выглядели как куски стали и в шутку назывались чайниками. Двигатель в основном повторял дизайн DKW, но были внедрены и собственные разработки. Например, трансмиссия получила четыре передачи вместо трех, а педаль кикстартера была установлена на одной оси с педалью переключения передач. Использовались высококачественные японские свечи Nippondenso. Также Каваками одним из первых в индустрии уделил большое внимание дизайну. К примеру, большинство мотоциклов в то время были черными. В пику этому тренду новая Yamaha стала двухцветной, красной/кремовой, за что получила прозвище Akatombo, или «Красная стрекоза». К выбору цветов привлекли Иватаро Койке, доцента Токийского национального университета изобразительных искусств и музыки.
В этот период президента Каваками обычно можно было найти на производственном участке, где он руководил работами. Он даже лично собирал двигатели и принимал участие в тест-драйвах прототипов. Он также участвовал в испытании на долговечность — это более 10 000 километров по дорогам общего пользования вокруг озера Хамана.
Первые 125 мотоциклов были проданы в считаные месяцы, а очередь из заказов на новые выстроилась еще на несколько вперед. Так началась успешная мотоциклетная история Yamaha. 1 июля 1955 года отдел производства мотоциклов был отделен от Nippon Gakki — появилась компания Yamaha Motor Co., Ltd. Следующим важным шагом стал отход от копирования европейских образцов. Для этого в структуре компании была создана впоследствии ставшая знаменитой Техническая лаборатория Yamaha.
Исследования для будущего компании
Техническая лаборатория Yamaha имела несколько отделов для проведения исследований в таких областях, как металлические и неметаллические материалы, акустика, электрика, прикладная физика и двигатели внутреннего сгорания. Политика Каваками заключалась в том, чтобы инвестировать треть прибыли в исследования и разработки.
По мере накопления опыта в производстве двигателей для мотоциклов в умах инженеров Yamaha появлялись мысли и об автомобилях. В 1958 году в недрах исследовательской лаборатории началась разработка компактных автомобилей, однако до реальных прототипов дело не дошло — расчеты показали, что для производства четырехколесных машин придется ввести в строй много новых заводов, что делало прибыльность сомнительной. Тем не менее наработки по мощным двигателям для автомобилей впоследствии окажутся очень полезными. Компания решила не строить автомобили с нуля, а поискать контактов с крупными производителями в Японии, продолжив им свои услуги и знания.
Первый опыт с компанией Datsun оказался неудачным, хотя практически единоличными усилиями инженеров Yamaha был построен ходовой прототип спорткара.
Однако Datsun быстро охладел к совместной работе, сосредоточившись на другом проекте — Fairlady Z. Тогда со всеми наработками специалисты Yamaha пошли к еще более крупному производителю — Toyota. Совместным проектом стала разработка амбициозной Toyota 2000GT. Об этом смелом проекте мы уже писали.
Разработка была действительно совместной. За дизайн, компоновку, трансмиссию и подвеску отвечала Toyota. За доводку двигателя, салон и производство кузовных панелей — Yamaha. «Музыкантам» удалось создать верхневальную ГБЦ для двигателя Toyota серии R с 4 клапанами на цилиндр, что вкупе с тремя двухкамерными карбюраторами Mikuni-Solex позволило добиться высокой отдачи. Итогом работы Yamaha стал мотор со 150 л. с. мощности и 177 Н·м крутящего момента.
Также «музыкантам» удалось приложить руку к салону 2000GT — его отделка деревом была выполнена на высочайшем уровне, чего вполне можно было ожидать от опытного производителя инструментов из дерева.
Успех Toyota с этим автомобилем был феноменальным, а о японском автопроме заговорили по всему миру. Немного славы перепало и Yamaha. Компании достаточно долгое время оставались близки — инженерам Yamaha удалось приложить руку к таким культовым двигателям Toyota, как 2T-G и 2T-GEU, и впоследствии поработать с не менее знаменитыми моторами 1G-GTE и 1JZ-GT. Yamaha традиционно отвечала за ГБЦ и системы газораспределения, улучшая характеристики этих моторов. Двигателисты Yamaha приобрели огромный опыт, что в итоге вылилось в участие компании в поставке моторов для «Формулы-1».
Для компания, история которой началась с органов и пианино, это был необычный, неповторимый и выдающийся успех. Инженеры и руководители Yamaha доказали, что при скрупулезном подходе, внимании к качеству и инвестициях в технологии можно стать профессионалом в любом, даже самом незнакомом деле. Этим же, характерным для Японии подходом к работе, руководствуется и компания DENSO при производстве автомобильных компонентов оригинального качества. Подобрать их можно в нашем электронном каталоге.
Двигатели мотоциклов: устройство, принцип работы, технические характеристики
Про автомобильные двигатели написано очень много статей, есть масса различной информации. Про двигатели мотоциклов такого количества статей, схем, описаний нет. Попробуем восполнить этот пробел. Любителей мототехники достаточно много. Среди них также есть начинающие, которые пока мало знают про устройство ДВС в мотоциклах.
На мототехнике преимущественно устанавливают двухтактные, четырехтактные, роторные и оппозитные двигатели. Последние распространены не так широко, но определенные производители их применяют.
Общее устройство и принцип действия
Мотоциклы оснащаются агрегатами, в камерах сгорания которых тепловая энергия, выделяющаяся от сгорания топлива, превращается в механическую. Поршень двигателя мотоцикла воспринимает энергию продуктов сгорания, после чего начинаются возвратно-поступательные движения. Благодаря кривошипно-шатунному механизму вращается коленчатый вал. Это основные узлы в ДВС.
Четырехтактный двигатель
В моторах такой конструкции цикл составляет четыре рабочих такта. В чем суть его работы? За один цикл коленчатый вал делает два оборота. На фазе впуска коленчатый вал уходит в нижнюю мертвую точку, а в цилиндр под воздействием разряжения попадает топливная смесь. Далее происходит такт сжатия. Что происходит в этот момент? Поршень поднимается и сжимает рабочую смесь. В это время впускной и выпускной клапаны закрыты и горючее поджигается от свечи. При сгорании топлива газы существенно расширяются и производят полезную работу. Далее поршень при движении вверх выдавливает газы через выпускной клапан.
V-образный двухцилиндровый агрегат
Этот агрегат один из самых древних. Но сегодня эта схема еще жива и используется. Эта схема с двумя цилиндрами, общей шейкой шатунов и V-образной конструкцией не имеет никаких проблем с эффектом качающейся пары. Лучшим углом развала цилиндров считается 90 градусов. Вибрации от этого агрегата во время работы незначительны.
Это практически идеальный двигатель мотоцикла, но угол развала делает габариты больше, что затрудняет монтаж его в раму. Но сделать такое возможно – это подтверждается мотоциклами от «Дукати». Данная компоновка нетрадиционная, но все равно до сих пор есть на спортивных машинах, участвующих в мировых чемпионатах.
Двухтактный мотор
В двигателях мотоциклов такой конструкции рабочий цикл осуществляется за один оборот коленвала. Еще одна особенность – отсутствие в конструкции впускного и выпускного клапана. Их функция возложена на поршни. Последние при движении открывают и закрывают каналы для подачи топливной смеси и выпуска отработанных газов. На некоторых моделях на впуске может быть установлен лепестковый клапан. Под поршнем в двухтактных моторах есть картер, который также участвует в процессе газообмена.
Двухтактные рядные двухцилиндровые ДВС
Практически все моторы, действующие по этому принципу, работают по одной схеме. В ней задействуется коленвал, а шатунные шейки на нем расположены под углами в 180 градусов. Эти модели по сравнению с четырехтактными аналогами имеют меньшее количество недостатков. Это можно связать с тем, что искра в каждом цилиндре проскакивает после полного оборота коленчатого вала. В результате отсутствует неравномерность вспышек, которая есть в четырехтактных моторах.
Но велик эффект так называемой качающейся пары. При высоких частотах оборотов коленвала этот эффект может проявиться в навязчивых вибрациях. Проблема осложняется еще и тем, что этим двухцилиндровым моторам нужны отдельные камеры. Это означает наличие в конструкции центрального коренного подшипника, а также сальников. В результате коленвал будет более широким, чем в четырехтактном аналоге.
Двухтактный V-образный мотор
Двигатель, построенный по этой схеме, является сейчас большой редкостью. Один из примеров такого агрегата – NS 250 от «Хонда».
Рядный трехцилиндровый мотор
Этот агрегат, установленный поперечно, является развитием рядного двухцилиндрового двигателя. Инженеры пытались найти компромиссы между вибрацией и размерами четырехцилиндрового ДВС. Такая схема была основной в 70-х годах.
«Днепр»
Этот мотоцикл считался культовым среди увлеченных людей. Здесь устанавливался оппозитный мотор. Многие ругают эту конструкцию за высокий расход топлива. Но по сравнению с другими двигателями такого типа, двигатель мотоцикла «Днепр» был более совершенным.
Устройство
Размещение цилиндров здесь оппозитное (такое же, как и на других советских мотоциклах в классе тяжелых). По особенностям конструкции и техническим характеристикам это отечественный форсированный ДВС для мотоциклов дорожного типа.
Индекс агрегата – МТ8. Кроме конструктивных отличий, он превосходил прочие моторы и в технических характеристиках. Так, мощность составляет 32-35 лошадиных сил. Максимальная скорость составляла 90-105 километров в час, если мотоцикл был оснащен коляской. Расход топлива составил шесть литров на 100 километров. При этом объем двигателя мотоцикла – всего 650 кубических сантиметров.
Преимущества конструкции
Главное отличие этого двигателя от всех прочих – это камеры сгорания более совершенной конструкции. Они имеют гильзу из чугуна, которая заключена в рубашку охлаждения из алюминиевого сплава. Здесь уже нет чугунных литых цилиндров, которые постоянно были подвержены перегреву на «Уралах» и других тяжелых мотоциклах.
Двигатели ИЖ
Созданный в 87-м году на ижевском заводе мотоцикл ИЖ до сих пор популярен среди любителей мототехники. И ведь есть за что его любить – это надежный и качественный мотоцикл. Он имеет строгий классический дизайн и ряд преимуществ перед “Юпитером”. Однако имеется и минус – коленчатый вал двигателя мотоцикла ИЖ значительно больше и массивнее. На что это влияет? Ввиду этого мотор работает на более низких оборотах, за счет чего снижена мощность. Это двухтактный одноцилиндровый двигатель. Заправляют его смесью из масла и бензина.
При мощности в 22 силы объем двигателя мотоцикла составляет 346 кубических сантиметров. Это хороший показатель для такого небольшого объема. Если использовать агрегат по максимуму, то можно достичь скорости в 120 километров в час.
Китайские двигатели
Сейчас не все могут себе позволить восстанавливать отечественную мототехнику, приобретать качественные японские или американские мотоциклы. Китайская продукция на порядок дешевле и пользуется хорошим спросом. Моторов, которые бы разработали китайские инженеры, нет. Все агрегаты – это переработанные ДВС от «Хонда», «Ямаха», «Сузуки» или же проданные лицензированные агрегаты от этих же брендов. Четырехтактные экземпляры вполне качественные, так как изготавливаются на японских линиях. А вот по поводу двухтактных ДВС у многих мнения сугубо негативные.
Масло для мотоциклетных моторов
Каким бы надежным и устойчивым ни был силовой агрегат, качество его работы зависит от того, какое масло использует владелец. Необходимо заливать только рекомендуемый производителем продукт. Он может быть полусинтетическим, синтетическим или даже минеральным. Масло для каждого двигателя разное, и конкретную маркировку нужно смотреть в инструкции по эксплуатации. Также стоит помнить, что для двух- и четырехтактных двигателей используют разную смазку.
В заключение
Как видно, двигатель для мотоцикла практически не отличается от автомобильного. Есть небольшая разница между ними в конструкции. Принцип работы силовых агрегатов тот же. В этих ДВС также имеются инжекторные системы питания, применяются системы жидкостного охлаждения, даже присутствуют экологические нормы. Есть модели и с карбюраторами – это тоже достаточно современная техника. Двигатели и их конструкции постоянно развиваются, возможно, вскоре инженеры придумают идеальный мотоциклетный мотор.
Типы мотоциклетных двигателей
В этой статьеречь пойдет об основных типах двигателей, которые сегодня применяют на мотоциклах. Надеюсь, что получится просто и доступно!
Самый простой одноцилиндровый двигатель. Не самый мощный и не самый тяговитый, к тому же довольно шумный и сильно вибрирующий. Поэтому чаще всего сегодня такие моторы ставят на кроссовые мотоциклы.
Двухцилиндровый мотор. Это уже вполне себе универсальный агрегат, который можно встретить практически на любом типе мотоциклов. Вибраций уже значительно меньше, а мощность больше. Рабочий объем вполне может доходить до 800 «кубиков». А это, между прочим, уже почти литр!
Вот, например, легкий туристический эндуро от компании BMW — модель F 800 GS (его часто называют «маленький гусь»). На нем стоит практически такой же, как и на фотографии выше, двухцилиндровый мотор. Кстати, у этого мотоцикла есть и одноплатформенный «брат-близнец» — городской байк F 800 R, тоже оснащенный таким же двигателем.
Идем дальше. Количество цилиндров прибавляется и здесь их уже три. Обратите внимание, как и в предыдущем случае, они расположены в один ряд. Поэтому такие моторы называют «рядными».
Некогда трехцилиндровая схема считалась довольно экзотической, а сейчас она все больше и больше набирает популярность. И в первую очередь, благодаря возможности получить больший рабочий объем (и соответственно большую мощность), сохранив довольно компактные размеры агрегата.
Очень удачно такие моторы прижились, например, на Ямаховских городских моделях со спортивными задатками. На фото Yamaha FZ-09 прошлого модельного года. Ее трехцилиндровый 850-кубовый мотор выдает уже более 100 л.с. Упаковать этот мотоцикл в пластиковые обтекатели и получится довольно приличный спортбайк!
Но чаще всего для самых быстрых и самых мощных спортбайков используют все же четырехцилиндровые моторы. Здесь уже и рабочие объемы стремятся к литру, и мощность порой вплотную подбирается к отметке 200 л.с.
Вот, легендарная Yamaha R1 прошлого поколения — очень мощный и очень быстрый мотоцикл класса «суперспорт». Четыре цилиндра, объем — один литр, мощность 180 «лошадей».
Ни одного пятицилиндрового мотоциклетного мотора мне что-то на ум не приходит, поэтому перейдем к рядной «шестерке». Шесть цилиндров в ряд, да еще расположенных, как и у всех рядных двигателей, поперек мотоцикла — это впечатляет! Характеристики такого мотора уже вполне автомобильные: объем 1600 куб. см. и мощность более 160 сил. Понятно, что такой агрегат может быть установлен только на какой-нибудь огромный мотоцикл.
Например, на BMW K 1600 GT — большой туристический мотоцикл, предназначенный для очень дальних прохватов по хорошим европейским дорогам. Здесь использование сложной в реализации шестицилиндровый схемы было вызвано прежде всего желанием получить огромный крутящий момент при очень низких паразитных шумах и вибрациях. Получилось. Любой инженер знает, что рядные «шестерки» — самые сбалансированные двигатели!
Идти дальше вширь уже некуда, поэтому от «рядных» схем построения двигателя перейдем к более редким и, на мой взгляд, более интересным конструкторским решениям. На картинке фирменный оппозит от компании BMW.
Именно такими моторами баварцы когда-то и прославились. Цилиндры расположены здесь параллельно и торчат в обе стороны мотоцикла. Поршни в них ходят в разные стороны, как перчатки боксеров на ринге. Поэтому такие моторы часто называют «боксЕрами». Главное преимущество такой схемы, это ее доскональная проработанность и, можно сказать, вылизанность до блеска. У BMW первые мотоциклы с такими моторами появились еще до войны!
Пожалуй, самый знаменитый мотоцикл с таким мотором, это «гусь» — большой туристический эндуро BMW R 1200 GS. На таком можно ездить хоть по городу, хоть на «Дакар», хоть в кругосветку! Но в модельной гамме баварцев есть и городские мотоциклы с в точности таким же двигателем. Кстати, по такой же схеме построен мотор и нашего родного отечественного «Урала». И это не удивительно — за его основу когда-то был взят старый, еще довоенный баварский агрегат.
Вот, добрались и до первой экзотики! Если взять оппозит от BMW и «наклонить» его цилиндры немного вверх, то получится V-образный двухцилиндровый мотор.
Из крупных мотопроизводителей сегодня такие использует только итальянская компания Moto Guzzi. Я не знаю почему, даже не спрашивайте. Традиция, наверное. На мой взгляд у такого мотора только одно единственное преимущество перед оппозитником — за счет повернутых вверх цилиндров он получается немного (но не принципиально) уже. А небольшая ширина — довольно важное качество для мотоцикла. Зато с непривычки можно легко обжечь ногу о раскаленный цилиндр!
Представьте: берем поперечный двигатель от Moto Guzzi и поворачиваем его вдоль мотоцикла, потом сводим цилиндры поближе, уменьшая угол между ними и… Получаем классический харлеевский V-Twin! Мотор на фото, кстати, не чисто харлеевский, а тюнинговый, производства известной компании S&S. Но сути дела это не меняет.
Двухцилиндровыми V-образными двигателями такого типа оснащаются практически все модели от Harley-Davidson! И, кстати, от большинства его прямых конкурентов — тоже. На фото Harley-Davidson Fat Boy (семейство Softail). Его мотор при рабочем объеме 1,6 л. выдает всего 80-85 лошадиных сил. Немного, зато крутящий момент получается как у паровоза. Поэтому американцы и не хотят отказываться от этой, по большому счету устаревшей схемы.
И снова представьте: берем харлеевский V-Twin, немного разводим его цилиндры в стороны и слегка наклоняем вперед. Получаем так называемый L-образный мотор — фамильная черта итальянских мотоциклов Ducati.
Типы мотоциклетных двигателей двигатель, двс, мото, мотоцикл
Мотор, который изображен на верхнем фото, устанавливается на супербайк Ducati 899 Panigale. Это уже не харлеевский допотопный агрегат! При меньшем рабочем объеме — «всего» 898 куб. см. его мощность переваливает за 150 л.с. Правда, под пластиковыми обтекателями здесь не виден сам мотор, поэтому вот вам еще один Ducati с аналогичным двигателем:
Еще не пересытились экзотикой? И правда, чего только не придумают инженеры! Вот, например, они могут взять типичный V-образный мотор, точнее — два мотора, и поставить их рядом, объединив в один. Пугающе выглядит?
А едет еще страшнее! Это четырехцилиндровый V-образный двигатель великого и ужасного Yamaha V-Max. Объем — 1 700 «кубиков» и мощность — 200 лошадей. Только вдумайтесь — двести!
И напоследок, приведу самую, наверное, редкую схему построения мотоциклетного двигателя, которую сегодня использует только один единственный производитель. Это оппозитная… «шестерка», цилиндры которой лежат горизонтально — три вправо и три влево. До такого додумались инженеры компании Honda.
Такой мотор ставится на их знаменитый круизе Honda Gold Wing. Огромный крутящий момент и довольно скромная для такого объема (1800 куб. см.) мощность — 120 л.с. Зато двигатель получился практически плоским и центр тяжести мотоцикла очень низким. За счет этого «Голда» приобрела просто феноменальную устойчивость.
Чуть не забыл. А что же, вы спросите, «почти мотоциклы» — скутеры? Вот, вверху типичный скутеры мотор. Одноцилиндровый с лежащим почти горизонтально и направленным вперед цилиндром.
Двигатели такого типа могут ставиться как на самые простые скутеры, на которых ездят только пионеры и пенсионеры, так и на более продвинутые модели, уважительно именуемые максискутерами (на фото). Как правило, рабочий объем таких моторов начинается от 50 см. куб. и заканчивается где-то в районе 250-ти. Все что больше, обычно (но не всегда) уже двухцилиндровое.
Источник
Всем удачи на дорогах и берегите своих «любимцев».