Кіріспе

Мотоциклге қуат беретін қозғалтқыш

Мотоцикл қозғалтқышы – мотоциклге қуат беретін қозғалтқыш. Мотоциклдердегі қозғалтқыштар әдетте екі тактылы немесе төрт тактылы ішкі жану қозғалтқыштары болып табылады, бірақ Ванкель және электр қозғалтқыштары сияқты басқа түрлері де қолданылған. Кейбір мопедтерде, мысалы VéloSoleX, алдыңғы дөңгелекке үйкеліс жетегі болғанмен, мотоцикл қозғалтқышы көбінесе артқы дөңгелекті қозғалтады, қуат белдік, тізбек немесе вал арқылы беріліс дөңгелегіне жіберіледі. Тарихи тұрғыдан алғанда, 1921-1925 жылдар аралығында "Мегола" шамамен 2000 данасы алдыңғы дөңгелекті жетейтін қозғалтқышпен шығарылды, ал қазіргі "Рокон" – барлық жерге жүре алатын, екі дөңгелегі жететін мотоцикл 1960 жылдан бері өндірілуде. Көптеген қозғалтқыштарда алты, тіпті жеті сатылы беріліс қорабы болады. Артқа бару функциясы кейде ауыр турлы мотоциклдерде, мысалы Honda GL1600, және Ural сияқты коляскалы мотоциклдерде кездеседі. Көптеген мотоциклдерде жүргізуші аяқ педалі мен қолмен басқарылатын муфтаны пайдаланып, жылдамдықты өзгертеді, бірақ алғашқы модельдерде қолға арналған рычагтар болған. Соңғы уақыттарда кейбіреулері автоматты немесе жартылай автоматты беріліс қораптарымен, ал кейбіреулері CVT берілісімен жабдықталған. АҚШ-тан тыс елдерде қозғалтқыш көлемі әдетте 50 см³-ден 650 см³-ге дейін ауытқиды; бірақ 1968 жылдан бері Еуропада үлкен көлемді мотоциклдер кең таралды, олар Triumph Rocket 3 қозғалтқышының көлеміне жетеді. АҚШ-та V-тәрізді қозғалтқыштары бар 850 см³ немесе одан да көп көлемді мотоциклдер 1920 жылдардан бері қалыпты жағдай болып табылады.

Тарих

Алғашқы мотоциклдер бу қозғалтқыштарымен жұмыс істеді. Ең алғашқы мысалы – француз Мишо Перроның 1868 жылғы булы велоципеді. Одан кейін 1869 жылы американдық Ропердің булы велоципеді және көптеген басқа да бумен жұмыс істейтін екі және үш дөңгелекті көліктер шығарылды және 20 ғасырдың басына дейін халыққа сатылды. Бұл ертедегі бу мотоциклдері, бұрынғы «сүйекті» велосипедтер мен кейінірек, көп жағынан толығымен заманауи «қауіпсіздік» велосипедінің дизайнына негізделген рамаларды пайдаланып, әртүрлі қозғалтқыш орналастыру стратегияларын, сондай-ақ беріліс және опцияларды сынап көрді. Бүгінде дерлік барлық мотоциклдің қозғалтқышы раманың ортасында орналасқан, бірақ бұл 1900-1910 жылдар шамасында барлық мүмкін қозғалтқыш орналасуы сынақтан өткеннен кейін ғана стандартқа айналды. Скутер қозғалтқышының (соның ішінде валмен беріліс) тамыры 19 ғасырға дейін жетеді, бірақ қазіргі орналасуы Ұлы соғыстан кейін ғана кеңінен қабылданды. Қазіргі заманғы эквиваленті 1950 жылдары кең танымал болды және бүгінгі күні де сол күйінде сақталып келеді. Бу циклдары көптеген тарихшылар тарапынан назарсыздан қалдырылып, ұмытылды, тіпті Мишо Перроның велоципеді Болиеудегі Ұлттық моторлы музейде қырық жыл бойы көрмеге қойылған болатын. Соңғы жылдары таза энергияға қызығушылықтың артуына байланысты нарыққа көптеген жаңа электрмен жұмыс істейтін екі дөңгелекті көліктер шықты, олар мотоцикл немесе скутер ретінде тіркеледі, қозғалтқыштың түрі ешқандай мәселе тудырмайды. Дизельді мотоциклдер де 20 ғасырда қысқа мерзімге сынақтан өтті және отынның үнемділігі мен әскери логистиканың қажеттіліктеріне байланысты қайтадан қызығушылық тудырып отыр. USMC жаңа дизельді мотоциклге тапсырыс берді – M1030 M1, ол қалған бронетранспорттық құралдары, ұшақтары, автомобильдері және жүк көліктері сияқты JP 8 отынын пайдалана алады. Бүгінде әлемде өндіріліп, қолданылатын мотоциклдердің басым көпшілігі екі және төрт тактілі, ауамен салқындатылатын, кішкентай көлемді бір цилиндрлі қозғалтқыштармен жабдықталған. Әлемнің бай елдерінде, Еуропа мен Жапонияда үлкен көлемді және көп цилиндрлі мотоциклдер, сондай-ақ түрлі лицензиялық талаптар мен жүргізушінің тәжірибесіне байланысты қажетті кішкентай көлемді велосипедтер кең таралған. Сондықтан жолда әртүрлі көлемдерге, цилиндрлер санына, конфигурацияларға және салқындату жүйелеріне тап болады. Көптеген дамыған елдерде лицензиялау жүйесі кезеңдік болып табылады, онда жүргізушіге үлкен мотоциклдерді жүргізуге рұқсат беруден бұрын, кішкентай көлемді мотоциклдерді белгілі бір мерзімге жүргізуге лицензия беріледі. АҚШ-та мұндай талаптар жоқ, сондықтан таңдау көбінесе үлкен көлемді мотоциклдерге қарай бұрмаланған, тұтынушылардың сұранысы өндірушілерді осы елге ең үлкен мотоциклдерін ұсынуға және американдық нарыққа әлдеқайда аз қосалқы модельдерді экспорттауға итермелейді.

Түрлері

Дерлік барлық мотоциклдерде бензинмен жұмыс істейтін ішкі жану қозғалтқыштары орнатылған. Төрт тактілі және екі тактілі қозғалтқыштар қолданылады, бірақ қатаң шығарынды талаптары екі тактілі қозғалтқыштардың санының азаюына әкелді. Аз ғана мотоциклдерде Ванкель роторлық қозғалтқыштары қолданылған, бірақ қазіргі уақытта Ванкель мотоциклдері өндірісте жоқ. Мотоцикл қозғалтқыштары ауамен немесе сұйықпен салқындатылуы мүмкін, сондай-ақ, қалау бойынша маймен салқындату жүйесі де қарастырылған. Кейбір скутерлерде аккумулятор және электрмотор қолданылады. 2009 жылғы TT жарысында отын жасушаларын немесе аккумуляторларды пайдаланатын электрмотоциклдер үшін жаңа "TTX" санаты енгізілді (кейін TT Zero деп аталды). Мотоцикл қозғалтқыштары көлденең немесе бойлық бағытта орнатылуы мүмкін; көлденең орнатылғанда коленвал рамаға перпендикуляр, ал бойлық орнатылғанда – параллель болады. Көлденең орнатылған қозғалтқыштарға тізбекті немесе белдіктің соңғы жетегі қолайлырақ, ал бойлық орнатылған қозғалтқыштарға кардандық жетегі қолайлырақ. Моторлы скутерлерде қозғалтқыш көбінесе артқы серіппеге бөлік ретінде орнатылады, сондықтан ол негізгі рамаға қатты бекітілмейді. Оның орнына, қозғалтқыш-беріліс-серіппе жиынтығы жол бетіне бейімделіп, "серіппесіз салмақтың" бөлігін құрайды. Скутерлердің тізбекті жетегі қозғалтқыш корпусының ішіндегі май ваннасында жұмыс істейді. "Step through" типтес мотоциклдерде қозғалтқыш қатты бекітілген немесе скутерлік конструкцияда болуы мүмкін.

Екі және төрт соққылы

Екі такты қозғалтқыштар төрт такты қозғалтқыштарға қарағанда аз қозғалмалы бөліктерге ие, және бір айналымға екі есе көп қуат соққысын жасайды. Төрт такты қозғалтқыштардағы тұтыну зарядтарының толық жануының арқасында отынның үнемділігі жақсырақ. Дегенмен, дамыған елдерде екі такты қозғалтқыштар экологиялық артықшылықтарының жоқтығынан мотоциклдерде кеңінен алмастырылды. Цилиндрді майлау толық шығынмен жүзеге асырылады, бұл кең газ ашылғанда түтінді шығаруға әкеледі. Екі такты қозғалтқыштармен жабдықталған мотоциклдер әлі де көптеп өндіріледі, бірақ көбінесе жолдан тыс мотокросс, аз қуатты мопедтер, кішкентай скутерлер және төрт такты қозғалтқыштармен күшті бәсекелесетін "step-through" типті мотоциклдер (соның ішінде барлық уақыттағы ең көп сатылған мотоцикл – 50 см³ Honda Super Cub) үшін қолданылады. Екі такты мотоциклдердің негізгі нарығы – топыраққа арналған мотоциклдер және дамып келе жатқан елдер.

Цилиндрлердің бас (төрт соққылы)

Цилиндр басының конструкциясы жанау тиімділігіне, демек, қозғалтқыштың қуатына елеулі әсер етеді. Бас жазық болуы мүмкін, онда жану камерасы цилиндрдің ішінде және/немесе поршень басындағы ойыста орналасады, бірақ көбінесе цилиндр басындағы "дөңгелек" жану көлемінің көп бөлігін қамтамасыз етеді. Мотоциклдерде әртүрлі конструкциядағы шам клапандар қолданылады: бүйір клапан, итергішпен жұмыс істейтін жоғарғы клапан (OHV), жоғарғы вал (SOHC) және қос жоғарғы вал (DOHC). Дезмодромалық клапандары бар цилиндрде үш, тіпті төрт вал болуы мүмкін. OHC немесе DOHC цилиндр басында цилиндр үшін кемінде екі клапан (1 кіріс және 1 шығыс) болады, ал көп клапанды қозғалтқыштарда үш (2 кіріс және 1 шығыс), төрт (2 кіріс және 2 шығыс) немесе тіпті бес (3 кіріс және 2 шығыс) клапан болуы мүмкін. Цилиндр басы қозғалтқыштың ең ыстық бөлігі болып табылады және тиісті салқындатуды қажет етеді, әдетте ауамен, маймен немесе сұйықтықпен салқындату арқылы. Harley Davidson, Moto Guzzi және BMW сияқты кейбір мотоциклдер цилиндр басының түрлерімен, атап айтқанда, ауа бас, панхед, май бас және тіпті түйіршік бас арқылы анықталады. Ducati desmos басы клапанның кері соққысы деп аталатын зиянды клапанның қозғалуын болдырмай, жоғары айналымдарға қол жеткізуге мүмкіндік береді.

Төрт соққылы клапанды басқару

Бүйірлік клапанды қозғалтқышта клапандар арнайы клапандық механизмсіз, "басты" камадан іске қосылады. Үстіңгі клапанды (OHV) қозғалтқыштарда клапандар итергіштер арқылы жұмыс істейді. Бір және екі жоғарғы кәмшақты (SOHC және DOHC) қозғалтқыштарда әдетте тізбек, белдік, тісті дөңгелектер немесе конус тісті беріліс арқылы жұмыс істейтін жоғарғы кәмшақтар болады. Ең алғашқы мотоцикл қозғалтқыштарында эгзосты клапандар бүйірлік клапанды қозғалтқыштардағыдай жұмыс істеді, бірақ олардағы сору клапандары әлсіз серіппемен жабылып тұрды. Сору клапаны сору тактысының тудырған вакуум арқылы ашылды. Сору клапанын механикалық түрде басқару қажеттігі туындаған кезде конструкция өзгертіліп, кәмшаққа тағы бір кулак қосылып, сору клапанын басқару үшін итергіш және тіреуіш қол пайдаланылды. Honda 1983 жылы CBR400F моделін "қайдалымға жауап беретін клапанды тоқтату механизмі" деп сипатталған REV жүйесімен жабдықтады. Бұл жүйе цилиндрдегі клапан операцияларының санын төмен және орташа айналым диапазоны мен жоғары айналым диапазоны арасында ауыстыруға мүмкіндік берді. 2002 жылы Honda VFR800 Interceptor моделінде HYPER VTEC жүйесі енгізілді. 2006 жылы Kawasaki Concours 14 моделінде VVT жүйесі енгізілді.

Бөлменің құрылысы

Қозғалтқыштар мен беріліс қораптары бастапқыда жеке-жеке дайындалған, ал беріліс қорабы "бастауыш тізбегі" арқылы жетектелген. Кейінірек жасалған конструкцияларда екі элемент бір "бірлік құрылысына" біріктірілді. Нортон және Энфилд сияқты кейбір өндірушілер "алдын ала бірлік" конструкциясын соңғы уақытқа дейін сақтап келді, ал Харли Дэвидсон бүгінге дейін алдын ала бірлік қозғалтқыштарын жасап шығаруда. 1960 жылдардың басында BSA фирмасы ескі ұзын соққылы қозғалтқыштарын алмастыру үшін жаңа, қысқа соққылы 500 және 650 куб.см. параллель егіз қозғалтқыштарын ұсынды. Triumph фирмасы үлкен 500 және 650 куб.см. параллель егіз қозғалтқыштарын бірлік құрылымына өзгертті. Triumph фирмасының кіші 350 және 500 куб.см. егіз қозғалтқыштары 1957 жылдан бастап бірлік құрылымында жасалған. Лукас фирмасының динамолар мен магниттерді жасауды тоқтатып, тек генераторлар мен катушкалы тұтану жүйелерін өндіруге көшуі, қайта құруға итермелейтін маңызды фактор болды. Дәстүрлі түрде қозғалтқыштар мен беріліс қораптары әртүрлі маркалы майды қажет ететін жеке майлау жүйелерімен жабдықталған; бірақ қазіргі заманда екеуіне де бірдей май қолданылады.

Баллондар мен конфигурация

Мотоциклдердегі қозғалтқыштардың көбінесе бірден алты цилиндрге дейін болады. Мотоциклдердің көпшілігі бір цилиндрлі, параллель екі цилиндрлі, үш цилиндрлі, төрт цилиндрлі және алты цилиндрлі түрде жасалады; олардың барлығы тік немесе көлденең орналасуы мүмкін. V тәрізді қозғалтқыштарға V егіздері мен V төрт цилиндрлілері кіреді, ал көлденең қарама-қарсы қозғалтқыштарға жалпақ егіздер, жалпақ төрт цилиндрлілері мен жалпақ алты цилиндрлілері жатады. Ванкель қозғалтқыштары бір роторлы немесе екі роторлы болады. Ірі мотоциклдерде тегіс жұмыс істеуі және қуаты артуы үшін көбінесе цилиндрлер саны көп болады. Қазіргі заманғы бір цилиндрлі қозғалтқыштардың көлемі 50 см³-тен 660 см³-қа дейін, екі цилиндрлілері 175 см³-тен 1800 см³-қа дейін, үш цилиндрлілері 380 см³-тен 2300 см³-қа дейін және т.б. құрайды.

Жалғыз

Бір цилиндрлі қозғалтқыштар ("бір цилиндрлі" немесе "бұғаттағыш") цилиндрі тік, көлбеу немесе көлденең болуы мүмкін, соңғы түрі қадамды мотоциклдерде ең көп кездеседі. Бір цилиндрлі қозғалтқыштарға көп цилиндрлі қозғалтқыштарға қарағанда үлкен инерциялық дөңгелек және күшті беріліс қорабы қажет. Кішкентай бір цилиндрлі қозғалтқыштарды жасау және күтіп ұстау арзан, және олар арзан тұтынушылық мотоциклдер ретінде қолдануға жарамды. 1960 жылдардың ортасына дейін, Ұлыбританияның Matchless, AJS және Norton сияқты жол жарыс машиналарын көптеген жағдайда үлкен бір цилиндрлі қозғалтқыштармен жабдықтайтын, бірақ содан бері көп цилиндрлі жарыс машиналарын пайдалану қалыпты жағдайға айналды. Жолсыз және кішкентай спорттық мотоциклдер көбінесе бір цилиндрлі қозғалтқыштарды қолданады. Бұл қозғалтқыштардың қарапайымдылығы, көбінесе бір карбюраторға тәуелділігі, оларды аз құралдармен алыс жерлерде жөндеуді және күтіп ұстауды салыстырмалы түрде жеңілдетеді. Жеңіл жолсыз мотоциклдермен салыстырғанда, қазіргі заманғы ауыр жолсыз саяхат мотоциклдері мұндай қарапайымдылықтан бас тартып, оның орнына үлкен және қуатты параллельді екі цилиндрлі, оппозиттік екі цилиндрлі немесе V-тәрізді екі цилиндрлі қозғалтқыштарды пайдаланады.

V8

Гальбусера 1938 жылы V8 құрастырды, ал Moto Guzzi 1950 жылдары екі жыл бойы 500 куб.см-дық V8 Otto Cilindri екі білік камерасымен тәжірибе жүргізді. Кейбір жеке және бір реттік мотоциклдерде алты цилиндрден артық цилиндрлер қолданылады. Мысалы, Boss Hoss мотоциклі Chevrolet V8 қозғалтқыштарын (5700 см³, 6000 см³ және 8200 см³) пайдаланады. 2003 жылы Daimler Chrysler Dodge Viper V10 қозғалтқышы бар шектеулі сандағы Tomahawk концептілік көліктерін шығарды. Австралиялық Drysdale компаниясы 750 куб.см V8 супербайк және 1 л V8 жол мотоциклдерін шағын партиялармен жасады, екеуі де осы мақсат үшін арнайы әзірленген қозғалтқыштармен жабдықталған. Ешбір ірі мотоцикл өндірушісі сегіз немесе одан да көп цилиндрді қолданған жоқ, бірақ Honda сегіз шатунға ие "жартылай" V8 овалды поршеньді NR750 жол мотоциклі мен NR500 GP мотоциклін жасады. Morbidelli компаниясы өндірілмеген екі V8 прототиптік жол мотоциклін көрсетті.

Сұйық

Сұйықпен салқындатылатын мотоциклдерде машинадағы радиаторға ұқсас радиатор болады, ол олардың жылуды таратудың негізгі тәсілі. Қозғалтқыш жұмыс істеп тұрғанда осы радиатор мен цилиндрлердің арасында салқындатқыш үнемі айналып тұрады. Көбінесе жолдан тыс мотоциклдерде радиатор желдеткіші болмайды және мотоциклдің алға жылжуынан радиаторларға ағып жатқан ауаға сүйенеді, ал көптеген жол мотоциклдерінде радиаторға термостатпен басқарылатын шағын желдеткіш орнатылған. Кейбір жолдан тыс мотоциклдер сұйықпен салқындатылады, сондай-ақ радиаторға шаң мен тозаңнан қорғау орнатылады. Бұл желдеткіштің салқындату әсері көп жағдайда қозғалтқыштың қызып кетуін болдырмауға жеткілікті, сондықтан сұйықпен салқындатылатын мотоциклдерді қалада пайдалану қауіпсіз, онда қозғалыс жиі тоқтап қалуы мүмкін. Газ шығарындыларына қатысты талаптар мен нарықтағы максималды қуатқа деген сұраныс мотоцикл индустриясын көптеген мотоциклдер үшін сұйық салқындатуға итермелеп отыр. Тіпті ауамен салқындатылатын қозғалтқыштардың жақтаушысы Харли Дэвидсон да жақында үлкен саяхалық модельдеріндегі V тәрізді қос қозғалтқыштарының басына сумен салқындатуды қосты, ал радиаторлар төменгі жағындағы қаптамалардың ішінде жасырылған. Harley Davidson Street 500, Street 750 және екі V Rod модельдерінде 60° V тәрізді қос қозғалтқыштар бар, олар дәстүрлі 45° V тәрізді қос қозғалтқыштардан айырмашылығы, толығымен сумен салқындатылады.

Ауа

Көптеген ауамен салқындатылатын мотоциклдер қозғалыс кезінде цилиндр мен цилиндр басына соққан ауа арқылы жылуды таратуға мүмкіндік береді. Ұзақ уақыт бойы тоқталып тұру қызып кетуіне себеп болуы мүмкін. Кейбір модельдерде, әсіресе скутерлерде, цилиндр блогынан ауа өткізіп жіберу үшін желдеткіштер орнатылған, бұл қала ішінде жүргізу мәселесін шешеді. Ауамен салқындатылатын мотоциклдердің цилиндрлері осы процеске көмектесу үшін қанатшалы жылу бөлігіштермен жабдықталған. Ауамен салқындатылатын мотоциклдер сумен салқындатылатын мотоциклдерге қарағанда арзан, қарапайым және жеңіл.

Мұнай

Кейбір өндірушілер гибридті салқындату әдісін қолданады, онда қозғалтқыш майы қозғалтқыш корпусы мен кішкентай радиатор арасында айналым жасап тұрады. Бұл жағдайда май салқындату сұйықтығының қызметін де атқарады, сондықтан бұл әдіс "маймен салқындату" деп аталады. Suzuki көптеген маймен салқындатылатын мотоциклдерді өндірген. Қазіргі BMW R сериялы қатарлы екі цилиндрлі мотоциклдері, мысалы R1150GS, ауа және маймен салқындатылады. Polaris-тің Victory мотоциклдері тек май және ауамен салқындатуды қолданады.

Отын құю

Отын инжекциясы және компьютерлік қозғалтқыш басқару жүйелері енді орта және үлкен мотоциклдерде кең таралған, сондай-ақ кішігірім мотоциклдерге де жиі орнатылуда. Бұл, әсіресе, жақсырақ шығарындыларды бақылау мен техникалық қызмет көрсетуді азайтуға байланысты, бірақ басты себебі – өндіріс құнының ескерілуі.

Жалынды

Жалынды жүйелер 1950 жылдары магниттен батареялық катушкалы және контактілік бөлгіштерге ауысты, ал 1980 жылдары олардың орнына конденсаторлық разрядты жақтау (CDI) жүйелері келді. Шағын, бір цилиндрлі мотоциклдер де сол шамада контактілік бөлгіштері бар маховик магнит жүйесінен маховикпен басқарылатын ұқсас қатты күйдегі жүйелерге көшті.

Турбо және суперкомпрессорлар

Суперкомпрессорлар немесе үрлегіштер жарыс машиналарынң (GP) бәсекелерінде кеңінен қолданылды, бірақ кейін тыйым салынды. Сериялық мотоциклге орнатылған алғашқы суперкомпрессор 2015 жылғы Kawasaki Ninja H2 және H2R болды. Үлкен төрттік (Big Four) турбоқозғалтқышты мотоцикл жасады, ал Honda екі модель жасады, негізінен техникалық біліктілікті көрсету мақсатында, бірақ кейін оларды дәстүрлі әдістерге ауыстырып, өндіруін тоқтатты. Көшелік мотоциклдерге орнатылатын суперкомпрессорлар бар, және олар сыртқы жарыс велосипедтері мен жер жылдамдығы рекордтарын жаңаруға арналған құрылғылар үшін өте маңызды. Көптеген спорттық мотоциклдер қазір Ram Air индукция жүйесін қолданады, онда жылдамдық артқан сайын, ауа қысымы арту үшін ауа жәшігіне көбірек ауа, мотоциклдің корпусындағы арналар арқылы жіберіледі. Сериялық мотоциклдердің арасында алғашқысы 1990 жылғы Kawasaki Ninja ZX 11 болды. Бұл Suzuki екі тактілі қозғалтқыштарының цилиндр басына салқындатуға көмектесетін ауа қабылдағыштарымен (air scoop/cowl) жабдықталған алғашқы Ram Air жүйесімен шатастырылмауы керек.