Мотоциклы - Жигарев Федор Михайлович. Страница 25

Рис. 60. Оребрение головки цилиндра двигателя М-72.

Верхние края всех ребер головки связаны между собой общим ребром. При такой связи сохраняется целость ребер в случае удара мотоцикла о землю, так как цилиндры этого двигателя расположены горизонтально по сторонам мотоцикла и при его падении поломка не связанных между собой отдельных ребер была бы неизбежна. Кроме того, связующее ребро увеличивает поверхность охлаждения головки при малой высоте основных ребер.

При верхнем расположении клапанов отвод тепла от головки цилиндра затрудняется вследствие наличия на ней крышек, защищающих клапаны, пружины и коромысла от пыли и грязи. В этом случае увеличение отвода тепла достигается усиленным оребрением боковых стенок головки.

Глава VII

СМАЗКА

1. Назначение смазки. Виды трения

Смазка двигателя применяется для уменьшения силы трения и охлаждения трущихся поверхностей, а следовательно, для уменьшения работы трения, износа, перегрева и предотвращения заедания трущихся деталей двигателя.

При движении соприкасающихся поверхностей относительно друг друга возникают силы, препятствующие этому движению. Эти силы называются силами трения, а явление, при котором они возникают, называется трением. Для преодоления сил трения затрачивается некоторое количество механической энергии, которая при этом превращается в тепловую, идущую на нагревание трущихся деталей двигателя.

Различают два вида трения: трение качения и трение скольжения.

Трение качения возникает в результате качения одного тела по поверхности другого. Так, например, при качении ролика или шарика (в роликовых или шариковых подшипниках) образуется трение качения. В зависимости от нагрузки площадь соприкосновения ролика или шарика с поверхностью представляет собой прямоугольник (при качении ролика) или круг (при качении шарика). На сминание соприкасающихся поверхностей и на вращение ролика или шарика затрачивается некоторое количество работы. При увеличении нагрузки на ролики или шарики соответственно увеличивается площадь их соприкосновения, а следовательно, увеличивается и сила трения.

Подшипники, конструкция которых основана на принципе качения, выполняются в виде роликовых, шариковых или игольчатых. Смазка их осуществляется за счет наличия некоторого слоя масла между роликами или шариками и соприкасающимися с ними поверхностями.

Трение скольжения возникает в результате скольжения одного тела по поверхности другого.

Различают три вида трения скольжения: сухое, жидкостное и полусухое, или полужидкостное, трение.

Заметим, что при работе подшипников скольжения мотоциклетного двигателя преобладает жидкостное трение, иногда полужидкостное и очень редко встречается сухое трение.

Сухое трение происходит между сухими поверхностями (рис. 61, а).

Рис. 61. Схема сухого и жидкостного трения: а — сухое трение; б — жидкостное трение.

На поверхности всех трущихся деталей мотоциклетных двигателей даже при тщательном изготовлении имеются мельчайшие неровности — следы механической обработки. При сухом трении эти неровности препятствуют движению одной поверхности по другой, при этом происходит истирание трущихся поверхностей с выделением тепла и затратой на это истирание некоторого количества полезной работы.

При увеличении нагрузки неровности, имеющиеся на поверхности, сближаются между собой и все больше их число входит в зацепление, вследствие чего сила трения увеличивается.

В зависимости от нагрузки деформация неровностей может быть упругой, т. е. после снятия нагрузки с данной неровности она принимает начальную форму.

При большой нагрузке скольжение поверхностей сопровождается сминанием, царапанием и отрывом частиц металла от поверхности. При этом возникающее тепло не успевает отходить от трущихся поверхностей, температура подшипника повышается и может произойти заедание.

Заедание наблюдается у деталей, изготовленных из металлов, близких один к другому по составу и твердости.

Менее всего склонны r заеданию детали с твердой поверхностью, скользящие по деталям с менее твердой поверхностью, в том случае, когда структура металлов, из которых изготовлены соприкасающиеся детали, неоднородная.

Жидкостное трение происходит между поверхностями, разделенными слоем смазки (рис. 61, б). Оно совершенно не зависит от нагрузки, если эта нагрузка не чрезмерно велика и при ней сохраняется слой смазки между поверхностями. Жидкостное трение изменяется прямо пропорционально вязкости смазки, скорости перемещения трущихся поверхностей одна относительно другой и площади трущихся поверхностей и обратно пропорционально толщине слоя смазки.

Толщина слоя смазки, заключенной между поверхностями, зависит в свою очередь от давления, приходящегося на эти поверхности.

В условиях эксплуатации мотоцикла жидкостное трение может переходить в полужидкостное или полусухое.

Полусухое, или полужидкостное, трение возникает в тех случаях, когда между трущимися поверхностями не удается создать сплошной масляной пленки, и поверхности частично соприкасаются своими неровностями. Такое трение называется полусухим, или полужидкостным, в зависимости от того, какое трение здесь преобладает, сухое или жидкостное. Это наблюдается у подшипников скольжения, применяемых в мотоциклетных двигателях, бронзовых втулок, пальцев поршня, коленчатого вала и валиков шестерен привода распределения, а также иногда у подшипников скольжения кривошипных головок шатунов. Кроме того, с полужидкостным трением работают поршневые пальцы, направляющие толкателей, поршневые кольца во всех случаях, когда толщина смазочного слоя меньше высоты неровностей на трущихся деталях.

В основном полужидкостное трение наблюдается при запуске двигателя, когда в подшипниках скольжения еще не создан достаточный слой масла, а также при работе нового двигателя, когда высота неровностей еще велика и трущиеся поверхности деталей еще не приработались.

Приработка трущихся деталей новых мотоциклетных двигателей, а также деталей всех агрегатов мотоцикла представляет собой как бы дополнительную механическую их обработку, в результате которой полируется поверхность этих деталей.

Во время приработки наблюдается полужидкостное, или полусухое, трение, при котором выделение тепла очень велико, что заставляет вести приработку на пониженных оборотах и уменьшенных нагрузках во избежание перегрева и заедания деталей. Приработка двигателя зависит от качества обработки и материала деталей и ведется в течение определенного времени, соответствующего заданному заводом пробегу мотоцикла с постепенным повышением нагрузки и оборотов до нормальных.

Чтобы уменьшить сухое или полужидкостное трение в период приработки деталей и механизмов мотоцикла, необходимо чаще менять масло.

2. Основные понятия о маслах

Исходным продуктом для получения минеральных масел является нефть. Масла получаются перегонкой и химической обработкой мазута, остающегося в перегонных аппаратах после выделения из нефти легких углеводородов — бензина, лигроина и керосина. При дальнейшей перегонке из мазута выделяются масляные дестиллаты — соляровый, веретенный, машинный, автоловый и цилиндровый. Для смазки мотоциклетных двигателей обычно применяются подвергнутые специальной обработке и смешению машинные и цилиндровые масляные дестиллаты.

Из растительных масел для мотоциклетных двигателей иногда используется касторовое масло.

Масла, применяемые для мотоциклетных двигателей, должны обеспечивать надежную смазку трущихся деталей двигателя, работающих в различных условиях. Так, для смазки деталей, имеющих возвратно-поступательное движение (цилиндр и поршень, толкатель и направляющая втулка, поршневой палец и бобышка) требуется небольшое количество масла, но обладающего повышенной вязкостью и липкостью. Для смазки подшипников скольжения (бронзовых втулок или вкладышей, залитых баббитом) мотоциклетных двигателей требуется большое количество масла, но меньшей вязкости. Для смазки шариковых и роликовых подшипников требуется среднее количество смазки. Только у роликовых подшипников с большим осевым давлением большое количество смазки значительно уменьшает потери на трение.