Для движения мотоцикла используется механическая энергия, вырабатываемая поршневым двигателем внутреннего сгорания.
В двигатель внутреннего сгорания входят следующие основные механизмы и системы:
1. Кривошипно-шатунный механизм. Воспринимает поршнем давление газов, образующихся при сгорании рабочей смеси. При этом возвратно-поступательное движение поршня преобразуется во вращательное движение коленчатого вала.
2. Механизм газораспределения. Служит для подачи в нужный момент рабочей смеси в камеру сгорания и удаления оттуда отработавших газов. В двухтактных двигателях роль этого механизма выполняют цилиндр и поршень.
3. Система зажигания служит для воспламенения сжатой смеси в цилиндре двигателя.
4. Система питания приготовляет рабочую смесь топлива с воздухом, необходимую для работы двигателя.
5. Система смазки. В двухтактных двигателях ИЖ-П3, ИЖ-Ю3 отдельной системы смазки нет. Смазка подается в цилиндр совместно с топливом.
Основным узлом двигателя является КРИВОШИПНО-ШАТУННЫЙ МЕХАНИЗМ (рис. 10, 12, 13). Он состоит из коленчатого вала 15, шатуна 4, поршня 2. Коленчатый вал в картере установлен на подшипниках. Нижняя головка. шатуна опирается через роликовый подшипник 7 на кривошипный палец б коленчатого вала. Коленчатый вал совершает вращательное движение. Верхняя головка шатуна шарнирно соединена с поршнем посредством поршневого пальца 11. Она производит возвратно-поступательное движение совместно с поршнем.
Давление газов через поршневой палец поступательно движущегося поршня передается шатуну, от него кривошипному пальцу коленчатого вала. Под действием этого усилия коленчатый вал начинает вращаться. Так происходит в двигателе превращение тепловой энергии топлива в энергию движения.
РАБОЧИЙ ПРОЦЕСС ДВУХТАКТНОГО ДВИГАТЕЛЯ. Двигатели внутреннего сгорания, в которых рабочий цикл происходит за два хода поршня или за один полный оборот коленчатого вала, называются двухтактными.
В двухтактных двигателях газораспределение выполняет поршень. Цилиндр имеет расположенные на разном уровне окна, соединяющие его внутреннее пространство с карбюратором, картером и глушителем. Поршень при движении вверх и вниз открывает или закрывает эти окна в нужной последовательности, осуществляя газораспределение.
Положение, при котором поршень максимально удален от оси коленчатого вала, называется верхней мертвой точкой (в.м.т.), а положение наименьшего удаления поршня от оси коленчатого вала называется нижней мертвой точкой (н.м.т.). Расстояние, которое проходит поршень от одной мёртвой точки до другой, называется ходом поршня. Ход поршня соответствует повороту коленчатого вала на 180'. Процесс, происходящий в двигателе за один ход поршня, называется тактом.
Первый такт. Поршень движется от н.м.т к в.м.т., в кривошипной камере образуется разрежение, и рабочая смесь из карбюратора после открытия поршнем впускного окна устремляется в кривошипную камеру (рис. 11а). Кривошипная камера - это пространство между коленчатым валом и герметично закрытым корпусом картера с объемом цилиндра до внутренней стенки головки поршня.
При движении поршня вверх, одновременно с образующимся разрежением в кривошипной камере, над поршнем происходит сжатие ранее поступившей рабочей смеси, которая при подходе к в.м.т. поджигается искрой, проскакивающей между электродами свечи зажигания.
Второй такт. При сгорании смеси происходит резкое повышение температуры до 2000' - 2500'С и расширение газов, что вызывает увеличение давления до 25 - 30 кг/см2. Под действием давления поршень резко идет от в.м.т. к н.м.т. - происходит рабочий ход. Через шатун эта сила передается на коленчатый вал, заставляя его вращаться. В это же время в кривошипной камере после закрытия поршнем впускного окна происходит сжатие рабочей смеси (рис. 11 б).
При дальнейшем движении поршня вниз открываются выпускные окна - цилиндр очищается от отработавших газов. Затем поршень открывает продувочные (перепускные) окна, и сжатая в кривошипной камере рабочая смесь по перепускным каналам из картера поступает в цилиндр, одновременно выталкивая оставшиеся отработавшие газы - происходит продувка цилиндра (рис. 11в).
ДВИГАТЕЛЬ
коробки передач; 37 - 38 вилки переключения передач; 39 - сектор переключения передач; 40 - вал механизма переключения передач; 41- болт; 42-половина картера правая; 43 - пружина; 44 - кулачок автомата сцепления; 45 - вал переключения передач; 46 - рычаг троса сцепления; 50- гайка крепления звездочки; 51 - рычаг автомата выжима сцепления; 52 - щиток выжима сцепления; 53 - первичный вал; 54 колпачок; 55 - вторичный вал; 56- роликоподшипник № 192906; 57 - сальник вторичного вала; 58 - звездочка вторичного вала; 59 центральный болт крепления генератора; 60 - кулачок прерывателя; 61 - крышка генератора; 62 - крышка картера правая; 63- полуось коленчатого вала правая; 64 - генератор; 65 - сальник правый; 66- прокладка цилиндра; 67 - крышка кривошипной камеры правая; 68 - маховик; 60 - цилиндр правый; 70 - головка цилиндра правая.
Двигатель состоит из следующих основных деталей: шатуна с подшипниками верхней и нижней головки, коленчатого вала с маховиками и подшипниками полуосей, картера с сальниками (рис. 12, 13).
32, 39, 40, 42 - шестерни коробки передач; 33 - вилка переключения передач; 34 - упор переключения передач; 35 - вал переключения передач; 36 - крышка коробки передач; 37 - установочная втулка; 38 - правая крышка; 41 - промежуточный вал; 43 - шарикоподшипник № 203; 44 - роликоподшипник № 192906К1; 45 - вторичный вал; 46 - первичный вал; 47 - регулировочный винт сцепления; 48 - шарик червяка; 49 - червяк сцепления; 50 - колпачок гайки вторичного вала; 51 - сальник вторичного вала; 52 звездочка вторичного вала; 53 - генератор; 54 правый сальник; 55 роликоподшипник № 2505К; 5б - коленчатый вал; 57 - прокладка; 58 - перепускной канал; 59- выхлопное окно; 50 - декомпрессор.
ШАТУН. Шатун передает усилие от поршня коленчатому валу. Шатун двигателя ИЖ-ЮЗ изготовлен из хромоникелевой стали марки 12ХН2А, двигателя -ИЖ-ПЗ - из стали марки «45». Поэтому в нижнюю головку шатуна двигателя ИЖ-ПЗ запрессована втулка из стали марки ШХ15, термически обработанная до твердости НRС 58 - 62. Она служит наружной обоймой роликового подшипника. Для обеспечения смазки шатунного подшипника в нижней головке сделаны вырезы. Внутренней обоймой подшипника является палец кривошипа.
Ролики подшипника устанавливаются в сепараторе. Сепаратор подшипника нижней головки шатуна двигателей ИЖ-ПЗ, ИЖ-ЮЗ изготовлен из алюминиевого сплава Д16Т. В ранее выпущенных моделях он изготавливался из латуни. Замена материала позволила значительно увеличить долговечность подшипника.
В верхней головке шатуна запрессована бронзовая втулка, которая служит подшипником для поршневого пальца.
КОЛЕНЧАТЫЙ ВАЛ. Коленчатые валы двигателей ИЖ-ПЗ и ИЖ-ЮЗ имеют разную конструкцию.
Коленчатый вал двигателя ИЖ-ПЗ состоит из шатуна 4 (рис. 10), чугунных маховиков 5 и 9, пальца кривошипа б, подшипника нижней головки шатуна 7 и полуосей 8 и 10. На правую полуось устанавливается якорь генератора, а на левую - ведущая звездочка. Половины маховика соединены между собой пальцем кривошипа б. Запрессовка производится с большим натягом, что обеспечивает необходимую прочность соединения. Коленчатый вал мотоцикла ИЖ-ЮЗ (рис. 88) состоит из двух отдельных (левого и правого) коленчатых валов. Они соединяются между собой выносным маховиком и фиксируются шпонками. Для крепления полуосей в выносном маховике имеется стяжной болт. При затяжке последнего правый и левый коленчатые валы соединяются в единое целое. С целью уменьшения вибрации и сил, воздействующих на опоры коленчатых валов, их подвергают статической балансировке. Разборку и сборку коленчатых валов двигателей ИЖ-ПЗ, ИЖ-Ю3 можно производить только в заводских условиях или в ремонтной мастерской.
ЦИЛИНДР И ГОЛОВКА ЦИЛИНДРА. В цилиндре двухтактного двигателя совершаются все основные процессы рабочего цикла. Цилиндры мотоциклов ИЖ-ЮЗ, ИЖ-ПЗ, как и цилиндры ранее выпущенных моделей, имеют алюминиевую рубашку с залитой внутрь гильзой из специального чугуна. Рубашка цилиндров имеет оребрение, предназначенное для охлаждения цилиндра.
В рубашке имеются впускные продувочные и выпускные каналы, которые сообщаются с внутренним объемом цилиндра через окна в гильзе. Впускной патрубок на цилиндре служит для крепления карбюратора; выпускной патрубок - для крепления выпускных труб, соединенных с глушителем. Нижняя часть цилиндра оканчивается направляющей юбкой, которой цилиндры вставляются в картер. Цилиндр ИЖ-ПЗ крепится к картеру четырьмя шпильками, а головка цилиндра к самому цилиндру крепится шестью шпильками. Цилиндр ИЖ-ЮЗ и головка соединяются четырьмя проходными шпильками.
Внутреннюю поверхность, которая называется зеркалом цилиндра, обрабатывают на специальных станках с точностью до 0,01 мм. Между цилиндром и картером устанавливается уплотняющая прокладка из паронита. Головка цилиндра отливается из алюминиевого сплава и имеет оребрение для лучшего охлаждения. Внутри головки сферическое углубление - камера сгорания.
В головке ИЖ-ПЗ сделаны два отверстия - для декомпрессора и свечи. В головке двигателя ИЖ-ЮЗ- одно центральное отверстие под свечу Прокладка между головками и цилиндрами не ставится. Герметичность обеспечивается за счет хорошей обработки плоскостей сопряжения.
ПОРШЕНЬ (рис. 14) состоит из днища 1, канавок для поршневых колец 2, юбки 3 и бобышек 5 для поршневого пальца.
Поршень двигателя ИЖ-ПЗ имеет косой разрез, придающий юбке пружинящие свойства и обеспечивающий необходимый зазор между цилиндром и поршнем. Поршень изготовлен из алюминиевого сплава, обладающего высоким коэффициентом теплопроводности и малым коэффициентом линейного расширения. В цилиндре ИЖ-Ю3 поршень устанавливается с определенным зазором. Уменьшение установленного зазора вызывает заклинивание поршня при нагреве, увеличение зазора способствует возникновению стуков.
В канавках для поршневых колец имеются стопорные штифты, препятствующие повороту поршневых колец во время работы.
ПОРШНЕВЫЕ КОЛЬЦА. Поршневые кольца служат для уплотнения зазора между поршнем и цилиндром и препятствуют прорыву газов. Кольца изготовлены из специального серого чугуна с последующей термической обработкой. Место разреза кольца называется замком (стыком). Замок имеет выточку под штифт, предохраняющий кольцо от поворота к канавке. Установленное в цилиндр кольцо должно иметь в замке минимальный, но достаточный зазор, чтобы кольцо не замыкалось при работе в условиях высокой температуры. Для надежного уплотнения одного кольца бывает недостаточно. Поэтому на поршне двигателя ИЖ-ПЗ установлено три кольца, а на поршне двигателя ИЖ-ЮЗ -два кольца. Замки, как правило, бывают смещены один относительно другого.
Поршневые кольца относятся к числу наиболее быстро изнашиваемых деталей двигателя. Одновременно с ними изнашиваются по высоте кольцевые канавки поршня. В результате износа увеличиваются зазоры между кольцом и канавками, между поршнем и стенками цилиндра. При этом снижается мощность двигателя и увеличивается расход топлива. При использовании некачественных масел или при слишком богатой смеси происходит пригорание поршневых колец или их закоксование. Кольцо теряет пружинящее свойство и перестает выполнять свои функции. Чаще всего закоксовываются верхние поршневые кольца, работающие в наиболее тяжелых температурных условиях.
ПОРШНЕВОЙ ПАЛЕЦ. Поршневой палец предназначен для шарнирного соединения шатуна с поршнем. Его изготовляют из стали марки 15Х с последующей термической обработкой - цементацией и закалкой.
Для наименьшего износа трущихся поверхностей посадка пальца в верхней головке шатуна и бобышках должна быть такой, чтобы при качании шатуна относительно поршня в работающем двигателе палец мог поворачиваться как в шатуне, так и в бобышках поршня.
Для предотвращения осевого перемещения пальца в поршне он закрепляется в бобышках с помощью стопорных колец. Они вставляются в канавки, сделанные в отверстиях бобышек.
КАРТЕР (рис 12, 13) соединяет механизмы и детали двигателя, коробки передач и сцепления. Рабочий процесс в двигателе протекает не только в цилиндре, но и в кривошипной камере картера. Поэтому картеры двигателей мотоциклов должны быть герметичными.
Картеры двигателей ИЖ-ПЗ, ИЖ-ЮЗ (рис. 97, 109) состоят из двух половин, крышки механизма сцепления (левая) и генератора (правая). Картер двигателя ИЖ-ПЗ имеет дополнительно крышку коробки передач. Половины картера фиксируются между собой контрольными втулками и стягиваются винтами. Обработка отверстий для подшипников коленчатого вала, как и подшипников коробки передач, производится в собранном на контрольных втулках картере.
Двигатель мотоцикла ИЖ-ЮЗ имеет две кривошипные камеры, в крышках которых установлены подшипники для полуосей и резиновые сальники. Герметичность при соединении двух половин картера достигается за счет хорошо обработанных сопрягаемых поверхностей. Перед сборкой на них наносится бакелитовый клей. При отсутствии его можно использовать нитрокраску или нитролак. Левая крышка картера у обоих двигателей устанавливается с прокладкой, в отличие от правой. В правой крышке имеется люк для обеспечения доступа к генератору. В левой крышке двигателя ИЖ-ЮЗ имеется люк для заливки масла в картер и для обеспечения доступа к механизму сцепления.
УХОД ЗА ДВИГАТЕЛЕМ
В процессе эксплуатации необходимо периодически проверять состояние кривошипно-шатунного механизма. Наружные поверхности цилиндра и головки должны быть чистыми, так как грязь на них в значительной степени ухудшает охлаждение, а следовательно, увеличивает износ трущихся деталей цилиндро-поршневой группы. Чистые наружные поверхности цилиндров позволяют своевременно обнаружить прорыв газов через прокладку цилиндра или под его головку.
Особое внимание следует уделять: своевременному удалению нагара с внутренней поверхности головок цилиндра и днища поршня. Эту операцию необходимо производить через каждые 8000 - 10000 км пробега, чтобы это не привело к появлению детонационных стуков и перегреву двигателя. От нагара также очищаются выхлопные патрубки цилиндров и поршневые канавки. Способы удаления нагара описаны в разделе «Ремонт двигателей».
| 
