Водитель автомобиля категории «А», оснащенных спецсигналами
Обзор технических характеристик эксплуатируемых транспортных средств категории “A”, оборудованных устройствами для подачи специальных световых и звуковых сигналов. Системы активной безопасности.
Между автомобилем и мотоциклом имеются существенные различия, которые требуют особых знаний и навыков:
- мотоцикл меньше по габаритам, а значит, его труднее заметить в транспортном потоке;
- у мотоцикла два колеса, на нем необходимо удерживать равновесие, он менее устойчив;
- при езде на мотоцикле водитель использует не только органы управления, но и активно перемещает свое тело, руки и ноги;
- мотоцикл более зависим от силы ветра и дефектов дорожного покрытия;
- водитель мотоцикла практически не защищен от дождя, ветра, холода и жары.
Перечисленные различия объясняют, почему обучение управлению мотоциклом отличается от обучения вождению автомобиля.
Общая концепция мотоцикла не изменилась с момента его изобретения Готлибом Даймлером в 1885 г.: водитель сидит над бензиновым ДВС и управляет передним колесом. Существует несколько классификаций современных мотоциклов (рис. 1.1). В зависимости от назначения и совокупности конструктивных признаков можно выделить: стандартные (классические) мотоциклы, круизеры (чопперы, кастомы), спортбайки, туристские мотоциклы, мотоциклы двойного назначения (в просторечии эндуро), мотоциклы специального назначения, спортивные, мотовездеходы (трех- и четырехколесные), мотороллеры (скутеры). Кроме того, некоторые мотоциклы могут оснащаться боковым прицепом (коляской). Эта классификация весьма условна, поскольку все чаще создаются мотоциклы-гибриды, сочетающие в себе признаки разных классов.
Рис. 1.1
Рис. 1.1
Характеристика мотоциклетных двигателей.
Любой мотоцикл состоит из двигателя, ходовой части, трансмиссии (силовой передачи), органов управления и дополнительного оборудования. Двигатель превращает тепловую энергию, выделяющуюся при сгорании топлива, в механическую.
На мотоциклах применяются двигатели внутреннего сгорания двух видов — четырехтактные и двухтактные. Протекание у них рабочего процесса и конструкция деталей несколько различаются. Подробно их принцип работы и особенности конструкции рассмотрены в книгах по устройству мотоцикла. С точки зрения управления мотоциклом различия между видами двигателей могут почувствовать лишь опытные водители.
Схема простейшего двухтактного двигателя.
К основным характеристикам двигателей относятся мощность и крутящий момент. Мощность — это отношение полезной работы, совершенной двигателем, ко времени, в течение которого она была совершена. Мощность прямо пропорциональна частоте вращения коленчатого вала и среднему давлению газов в цилиндрах (цилиндре) двигателя. Давление с ростом частоты вращения несколько снижается, поскольку уменьшается продолжительность циклов в цилиндре и ухудшаются условия их протекания, увеличиваются различные потери. Поэтому кривая зависимости мощности от частоты вращения коленчатого вала имеет максимум, после которого мощность падает.
Схема устройства четырехтактного двигателя.
Теоретически мощность двухтактных двигателей по сравнению с четырехтактными равных рабочих объемов должна быть в два раза выше: полезная работа в первых совершается один раз за оборот кривошипа, а не за два. Реально же это превышение составляет 1,5—1,7 раза вследствие больших потерь при реализации двухтактного цикла. Несмотря на такое превосходство, сегодня происходит вытеснение двухтактных двигателей четырехтактными, как более экологичными.
Другое важное понятие в теории двигателей — крутящий момент, который пропорционален среднему давлению газов в цилиндрах двигателя. Протекание характеристик мощности и крутящего момента в зависимости от частоты вращения коленчатого вала двигателя, а также их максимальные значения играют существенную роль в формировании динамических показателей мотоцикла. Эти показатели различаются не только у двигателей разных видов (двух- или четырехтактных) и рабочих объемов, но и зависят от большого числа конструктивных особенностей. Собственно, в совершенствовании систем двигателей, изменении соотношений размеров основных деталей, применении новых материалов, топлив и смазок и состоит прогресс в развитии мотоциклетных двигателей. На основе полученных характеристик двигателя (мощности и крутящего момента), конструкторы проектируют трансмиссию и другие системы. В результате этого каждый мотоцикл приобретает свои особенности, что несколько корректирует технику вождения.
Рис. 1.2. Пример протекания характеристик мощности Ne и крутящего момента Мk в зависимости от частоты вращения коленчатого вала двигателя: а — допустимая зона; б — оптимальная; в — дискомфортная.
Цилиндры и рабочий процесс в них.
Рабочий процесс одного и другого двигателя происходит в цилиндре. Поршень здесь перемещается по цилиндрическому зеркалу или вставной гильзе. Если работает воздушное охлаждение, то цилиндрические рубашки имеют ребра, а при водном охлаждении — внутренние полости.
Коленвал через шатун воспринимает движение поршня, трансформируя его во вращательное, а затем передавая крутящий момент трансмиссии. Также от него начинают работать газораспределительный механизм, насос, генератор и уравновешивающие валы. Коленчатый вал имеет одно или несколько колен в зависимости от количества цилиндров.
В четырехтактном моторе, чтобы цилиндр лучше наполнялся смесью, впуск начинается еще до достижения поршнем верхней мертвой точки, а заканчивается после прохождения им нижней мертвой точки. Очистка его начинается еще до достижения нижней мертвой точки, а выталкиваются отработавшие газы при движении поршня к верхней мертвой точке. После этого выпускной клапан закрывается, чтобы газы покидали цилиндр. На моторе этого вида используются следующие типы газораспределительного механизма:
- OHV;
- OHC;
В последнем типе имеется минимальное количество элементов, благодаря чему коленчатый вал может вращаться быстрее. Поэтому DOHC получает все большее распространение. Четырехтактные моторы имеют более сложную конструкцию по сравнению с двухтактными, так как имеют систему смазки и газораспределительный механизм, отсутствующий у двухтактников. Тем не менее они стали широко распространяться из-за экономичности и менее вредного воздействия на окружающую среду. Двигатели мотоциклов чаще всего бывают одно-, двух- и четырехцилиндровыми. Но встречаются мотоциклы и с тремя, шестью и десятью цилиндрами. Цилиндры при этом бывают рядными — продольными или поперечными, горизонтальными оппозитными, V-образными и L-образными. Рабочий объем моторов обычно имеют не выше полутора тысяч кубов. Мощность двигателя — от ста пятидесяти до ста восьмидесяти лошадиных сил.
Моторное масло.
Смазка необходима для того, чтобы между деталями мотора не возникало чрезмерное трение. Она реализуется при помощи моторных масел, имеющих стойкую структуру от воздействия высоких температур и малую вязкость при низких показателях. Помимо этого, они не образуют нагар, не агрессивны к пластмассовым и резиновым деталям. Масла бывают минеральными, полусинтетическими и синтетическими. Полусинтетика и синтетика стоят дороже, но эти виды предпочитают больше, так как считается, что они полезнее для двигателя. Для двухтактников и четырехтактников применяются разные виды масел. Также они отличаются по степени форсировки.
«Мокрый» и «сухой» картер.
В четырехтактных двигателях используют три способа подачи масла:
- самотек;
- разбрызгивание;
- подача под давлением.
Причем большинство трущихся пар смазываются под давлением от масляного насоса. Но есть и те, которые смазываются масляным туманом, образующимся вследствие разбрызгивания кривошипно-шатунного механизма, а также детали, к которым масло стекается по каналам и желобам. При этом поддон картера служит резервуаром. Его называют в этом случае «мокрым».
В других мотоциклах предусмотрена система «сухого» картера, где одной секцией масло откачивается в бак, а другой подается под давлением к местам трения.
В духтактниках смазка происходит маслом, которое находится в парах топлива. Его смешивают с бензином предварительно, или во впускном патрубке оно подается насосом-дозатором. Этот последний вид получил название «система раздельной смазки». Он особенно распространен на зарубежных моторах. В России система входит в двигатель мотоцикла «Иж Планета 5» и «ЗиД 200 Курьер».
Система охлаждения.
Когда топливо в двигателе сгорает, выделяется тепло, из которого почти тридцать пять процентов уходит на полезную работу, а остальное рассеивается. При этом, если процесс неэффективен, детали в цилиндре перегреваются, что может привести к их заклиниванию и повреждению. Чтобы такого не произошло, применяется система охлаждения, которая бывает воздушной и жидкостной в зависимости от вида мотора.
Воздушная система охлаждения.
В этой системе детали охлаждаются за счет встречного воздуха. Иногда для лучшей работы поверхности цилиндра его головки делают ребристыми. Иногда используется принудительное охлаждение с помощью вентилятора с механическим или электроприводом. У четырехтактников еще и тщательно охлаждают масло, для чего поверхность картера увеличивают и устанавливают специальные радиаторы.
Жидкая система охлаждения.
Вариант подобен тому, что устанавливается на автомобилях. Теплоносителем здесь выступает антифриз, который является низкозамерзающим (от минус сорока до минус шестидесяти градусов по Цельсию) и высококипящим (от ста двадцати до ста тридцати градусов по Цельсию). Помимо этого, антифризом достигается антикоррозийный и смазывающий эффект. Чистую воду в этом качестве использовать нельзя. Перегрев системы охлаждения может быть вызван перегрузкой или загрязнением поверхностей, отводящих тепло. Также в ней могут сломаться отдельные элементы, из-за чего жидкость вытечет. Поэтому за работой охлаждения необходимо постоянно следить.
Система питания.
В качестве топлива для карбюраторных мотоциклов используют бензин, октановое число которого не ниже 93. Двигатели мотоциклов имеют систему питания, в которую входит топливный бак, кран, фильтр, воздушный фильтр и карбюратор. Бензин находится в баке, который в большинстве случаев установлен выше мотора для того, чтобы самотеком поступать в карбюратор. В иных случаях он может подаваться при помощи специального насоса или вакуумного привода. Последний можно встретить на двухтактных двигателях.
Система питания
В топливном баке имеется крышка со специальным отверстием, куда поступает воздух. Во многих зарубежных мотоциклах, впрочем, воздух попадает через угольные резервуары. А некоторые имеют на крышке замок. Благодаря топливному крану предотвращается подтекание топлива. Через воздушный фильтр в карбюратор поступает воздух. Фильтр бывает трех видов.
- В компактно-масляном типе воздух поступает в центр, поворачивает на 180 градусов и проходит в фильтр. При этом он очищается при повороте потока, где тяжелые частицы оседают в масле. Таким фильтром снабжен двигатель мотоцикла «Урал» и «Иж». Однако за рубежом используются другие виды, бумажные и поролоновые.
- Бумажные фильтры являются одноразовыми. Их необходимо менять на каждом техническом обслуживании.
- Поролоновые фильтры многоразовые — их можно промывать и вновь пропитывать маслом.
Спортивные мотоциклы, у которых двигатель 250 кубов и выше, сегодня имеют систему так называемого «прямого впуска», когда забор воздуха происходит спереди обтекателя, благодаря чему наполнение цилиндров на высоких скоростях увеличивается.
Карбюратор и его виды.
Это устройство подготавливает и дозирует воздушно-топливную смесь, которая после него перейдет в цилиндр. Современные карбюраторы бывают трех видов:
- золотниковые;
- постоянного разрежения;
- регистровые.
Все отечественные моторы, а также двигатель мотоцикла «Урал» имеют золотниковые карбюраторы. Исключение составляет только «Урал-Восток», на котором установлен карбюратор постоянного разрежения.
В золотниковом карбюраторе ручка газа связана с золотником. Через воздействие на него регулируется поступающий в мотор воздух. С золотником связана конусная игла, которая входит в распылитель. При ее изменении смесь обогащается или обедняется. На распылителе установлен топливный жиклер. А вместе все элементы составляют дозирующую систему.
В карбюраторах постоянного разрежения движение ручки газа передается дроссельной заслонке, которая находится ближе к выходу из карбюратора. Воздух в камере над золотником взаимодействует со смесительной карбюраторной камерой. Так получается, что движение золотника регулируется разряжением во впускном тракте.
Регистровые карбюраторы, которыми снабжены многие иностранные одноцилиндровые четырехтактники, например двигатели Honda, совмещают в себе два предыдущих типа. В нем имеются две смесительные камеры, где в одной золотник приводится от ручки, а в другой — от разрежения в смесительной камере.
Запуск.
Для того чтобы завести холодный мотор, необходима обогащенная смесь. В камере некоторых карбюраторов для этого имеется утопитель поплавка. Когда нажимается его стержень, уровень топлива в камере резко возрастает до уровня выше допустимого. Из-за этого топливо начинает перетекать во впускной трубопровод. А часть топлива вытекает наружу. С некоторых пор, правда, конструкции карбюраторов выполняют таким образом, чтобы пары не попадали наружу. Такие конструкции предполагают использование обогатительной смеси, представляющей собой воздушную заслонку или еще один топливный канал. Ее применяют вместо утопителя.
В последнее время четырехтактные двигатели мотоциклов часто имеют систему впрыска топлива на электроуправлении. Она состоит из топливного насоса с электроприводом, аккумулятора, электромагнитных форсунок, электронного БУ, который соединен с различными датчиками, распределительного трубопровода.
Встречаются также системы регулирования моторов, где регулировка систем питания и зажигания объединены, что повышает экономичность и в то же время мощность агрегата.
Основная неисправность системы питания, из-за которой может потребоваться ремонт двигателя мотоцикла, – сокращение или даже прекращение подачи топлива из-за засора. Чтобы этого избежать, используют топливный фильтр. Кроме этого, необходимо следить за состоянием воздушного фильтра и герметичности патрубков.
Система выпуска.
Выпускная система состоит из цилиндрического выпускного канала, патрубка и глушителя. В двухтактниках от размеров и формы деталей системы напрямую зависят экономичность и мощность. Поэтому для них используют выпускные системы на каждом цилиндре в отдельности. Они имеют резонатор, патрубок и глушащую насадку. У четырехтактников выпуском управляют клапаны газораспределительной системы, поэтому резонанс в них особой роли не играет. В них обычно все патрубки сводятся к единственному глушителю. На некоторых мотоциклах выпуски снабжены каталитическими нейтрализаторами, снижающими токсичность выбросов (они установлены, например, на двигатели Honda и других японских производителей). Такие устройства были разработаны вследствие ужесточающихся требований к отработавшим газам в странах Евросоюза, США и Японии. Для того чтобы предотвратить обратный выброс смеси из цилиндров на холостом ходу и малом вращении коленчатого вала, в выпускных системах многих мотоциклов предусматриваются специальные мощностные клапаны.
Расположение органов управления мотоциклом.
Управляют мотоциклом посредством руля, рычагов и педалей, а также электрических кнопок и переключателей. Расположение органов управления на руле у всех мотоциклов идентично: справа — поворотная рукоятка управления дросселем (ручка «газа») и рычаг переднего тормоза, слева — рычаг сцепления (рис. 2.1).
С помощью ручки «газа» управляют частотой вращения (в просторечии — оборотами) коленчатого вала двигателя. Для их увеличения поворачивают ручку «газа» на себя; при отпускании ручки пружина возвращает ее в положение, соответствующее холостому ходу. Притягивая пальцами рычаг сцепления к рулю, разобщают двигатель с трансмиссией, а рычагом переднего тормоза — затормаживают переднее колесо. Для приведения в действие заднего тормоза следует нажать правой ногой на педаль, расположенную возле правой подножки.
У некоторых мотоциклов на руле также устанавливают рычаг привода декомпрессора, поворотный рычаг (манетку) обогатителя. Декомпрессор облегчает пуск за счет сообщения камеры сгорания цилиндра с атмосферой. Приводится он тросом, соединенным с рычажком на руле. Некоторые зарубежные мотоциклы имеют механизм автоматического включения декомпрессора при пуске кик-стартером.
Рычаг обогатителя (его еще называют топливным корректором, на зарубежных мотоциклах он обозначается Choke) связывает тросом рычажок на руле с системой обогащения смеси в карбюраторе. Этой системой пользуются при пуске холодного двигателя, когда требуется более богатая смесь. У многих мотоциклов пусковой обогатитель включается рычажком, установленным непосредственно на карбюраторе.
Топливный кран, управляющий подачей бензина в двигатель, располагается под топливным баком. Он имеет три положения, при которых: включен основной запас топлива (On); включен резерв (Reserve); выключена подача топлива (Off).
Замок зажигания находится чаще всего на приборной панели или в корпусе фары. Разным положениям ключа соответствуют включение различных цепей в системе электрооборудования (On, Off, Park) или блокировка руля (Lock). На рукоятках руля имеются кнопки и переключатели системы электрооборудования: справа — выключатель света, кнопка электростартера (если он предусмотрен) и аварийный выключатель двигателя (Stop); слева — переключатель указателей поворотов и света фары (дальний — ближний) с кнопкой звукового сигнала.
Рычаг ножного пуска двигателя (кик-стартер) может располагаться как справа (все зарубежные мотоциклы), так и слева. При пуске двигателя на него энергично нажимают ногой вниз.
Рычаг переключения передач находится с левой стороны двигателя или коробки передач (если та выполнена в отдельном от двигателя корпусе). Порядок включения передач на всех мотоциклах одинаков: 1-я передача — рычаг вниз, все остальные — вверх. Для включения каждой передачи водитель нажимает на рычаг переключения до упора. Только включение нейтральной передачи («нейтрали»), при которой двигатель разобщен с трансмиссией, требует «половинного» перемещения рычага. Современные зарубежные мотоциклы имеют 5 передач (реже 6) и одну «нейтраль» (между 1-й и 2-й передачами); большинство российских (а также чешских, украинских и белорусских) — 4 передачи.
Контрольные приборы размещены на приборной панели в поле зрения водителя. К ним относятся: спидометр, тахометр, указатели температуры охлаждающей жидкости (масла), количества топлива, заряда аккумулятора. Кроме того, лампы на панели приборов сигнализируют о разряде аккумулятора, о низком давлении масла или недостаточном его количестве; о включении: дальнего света фары, «нейтрали» в коробке передач, указателей поворотов. Спидометр показывает скорость движения мотоцикла, тахометр — частоту вращения коленчатого вала двигателя.
Рис. 2.1. Расположение органов управления: 1 – кик-стартер; 2 – рычаг переключения передач: 3 – рычаг сцепления; 4 – рычаг декомпрессора; 5 – переключатель указателей поворота; 6 – кнопка звукового сигнала; 7 – переключатель света фары; 8 – манетка пускового обогатителя; 9 – выключатель света; 10 – аварийный выключатель двигателя; 11 – рычаг переднего тормоза; 12 – ручка «газа»; 13 – педаль заднего тормоза; 14 – подножки.
Особенности расположения органов управления у разных типов мотоциклов.
В основном у трех- и четырехколесных мотоциклов (в том числе с боковыми прицепами) и скутеров органы управления расположены так же, как и у обычных двухколесных. У круизеров (чопперов) для придания водителю специфической посадки имеются вторые подножки, вынесенные вперед. Там же устанавливают педали-дублеры привода заднего тормоза и переключения передач. Зарубежные мотоциклы (скутеры) с автоматической трансмиссией не имеют рычага управления сцеплением. Рычаг с левой стороны руля приводит в действие задний тормоз. Педаль тормоза отсутствует. Все трех- и четырехколесные мотоциклы оснащены стояночным тормозом. Чаще всего он приводится специальным фиксатором педали тормоза заднего колеса (колес), расположенным возле правой подножки. У зарубежных четырехколесных мотоциклов он нередко располагается на левой рукоятке руля, возле рычага привода сцепления. Также многие мотоциклы имеют автоматическое сцепление, при этом передачи включаются, как и на обычных моделях, ногой.
У мотоциклов с боковым прицепом, в коробке передач которых предусмотрена передача заднего хода, для ее включения (рукой) устанавливают отдельный рычаг («Урал», «Днепр»). Также задним ходом (через привод электростартера) оснащают некоторые тяжелые мотоциклы-одиночки. Для его включения используется специальный рычаг.
Посадка водителя.
С первых минут нахождения за рулем следует принять правильную посадку. Она не только облегчает управление, но и снижает утомляемость.
Сидеть следует прямо, немного наклонившись вперед, при этом руки свободно лежат на рукоятках руля, а локти слегка согнуты и приближены к туловищу (рис. 2.2). Ноги во время езды ставят устойчиво на подножки, колени обжимают топливный бак. Если тип мотоцикла не позволяет принимать такую посадку (например, на спортбайке или чоппере), то знайте, что он — не самый лучший для обучения.
Рис. 2.2. Правильная посадка водителя.
Отрегулируйте органы управления так, чтобы воздействовать на них легко и быстро. Эти мероприятия увеличат не только комфорт, но и безопасность.
Измените, если нужно, положение руля и подножек. Многие иномарки имеют регулировки положения рычагов на руле под размер своей ладони. Но помните: держать все время пальцы на рычагах сцепления и тормоза не следует — лучше надежно обхватить рукоятки руля. Установите педаль тормоза так, чтобы было удобно нажимать на нее, не снимая ноги с подножки. Не забудьте так отрегулировать положение зеркал, чтобы они отражали возможно большее пространство сзади мотоцикла. Операцию придется повторять при изменении нагрузки на мотоцикл, например при перевозке пассажира или тяжелых грузов.