Книга юного мотоциклиста

Для чего нужна ходовая часть

К ходовой части мотоцикла относятся рама, колеса с шинами, передняя вилка и задняя вилка (рис. 76).

Рис. 76. Ходовая часть мотоцикла.

Одни механизмы непосредственно соприкасаются с дорогой, другие служат основанием для двигателя и других агрегатов, а третьи предназначены бороться с тряской, которая возникает при движении мотоцикла.

Рама. Рама мотоцикла работает в тяжелых условиях. Она воспринимает на себя толчки, которые передаются от колес, и поэтому должна быть жесткой, прочной и в то же время иметь небольшой вес (рис. 77).

Рис. 77. Рама мотоцикла М-72.

Лучший материал для изготовления рамы — стальные трубы: и легко, и прочно.

Колесо. Колесо мотоцикла состоит из обода, ступицы и спиц (рис. 78).

Рис. 78. Колесо со спицами.

Обод колеса сделан из стальной ленты специального профиля. Он мягкий и прочный. Тонкие стальные спицы связывают обод со ступицей. Один конец спицы нарезной, на него навертывается ниппель. Другой, вставляемый в ступицу, загнут и имеет утолщение — шляпку. Спицы работают на растяжение. Зачем понадобилось заставить спицы работать на растяжение? Спицы расположены не по радиусу, а наклонно, касательно к втулке. Чтобы разорвать спицы, расположенные таким образом, надо приложить огромную, до 300 килограммов, силу. Спиц в колесе бывает 36–40. Такое колесо очень прочно, но изготовление его сложно.

Значительно проще изготовить колесо, обод которого соединялся бы со ступицей сплошным металлическим диском. Но дисковое колесо обладает большим недостатком. При движении нередко бывает, что сильный ветер дует сбоку. Но он свободно проходит мимо спиц, почти не встречая сопротивления. А дисковые колеса мешают управлению мотоциклом и применяются поэтому на машинах, у которых колеса маленького диаметра, — на мотороллерах.

Рис. 79. Дисковое колесо.

Ступица колеса представляет собой втулку с фланцем. Внутри втулки установлены шариковые или роликовые подшипники. В зависимости от того, как крепится ступица, колеса бывают легкосъемные, как, например, у мотоцикла М-72, и нелегкосъемные.

Чтобы снять колесо мотоцикла М-72, достаточно вывернуть ось. А у мотоцикла К-55 снять заднее колесо гораздо труднее. Для этого надо отсоединить тормозную тягу, разобрать замок цепи и снять цепь, отвернув гайку, вынуть ось.

У некоторых мотоциклов колеса для удобства делаются взаимозаменяемыми. Переднее можно поставить назад, а заднее — вперед. У мотоциклов М-1-М и К-55 колеса нельзя поменять местами, а у мотоцикла М-72 с коляской все колеса взаимозаменяемые.

В джунглях Америки

С древних времен индейцы, селившиеся по берегам Амазонки, делали надрезы на коре каких-то деревьев и добывали белый сок, похожий на молоко. Это были высокие деревья с густой пушистой кроной. В джунглях они никогда не росли зарослями. Они любят одиночество: на одном гектаре едва встретишь три-четыре дерева. Это бразильская гевея. Много трудов приходилось затрачивать, чтобы добыть белый сок гевеи. Но тяжелый труд окупался с лихвой. Добытый сок индейцы обрабатывали — коптили в густом дыму — и получали липкую массу коричневого цвета, которую называли «као-чу» — слезы дерева. Отсюда и произошло название «каучук». Индейцы пропитывали каучуком свою одежду, и тогда она становилась водонепроницаемой. Делали из него обувь, осветительные свечи, жевали.

Лишь в начале XVIII века каучуком стали интересоваться европейцы. В Европу стали ввозить изделия, сделанные из каучука, — обувь, посуду, одежду. Каучук стал находить применение в быту. С появлением автомобилей и мотоциклов потребность в каучуке резко выросла. Плантации гевеи появились на острове Цейлоне и островах Малайского архипелага.

Долгое время наши автомобили и мотоциклы ходили на шинах из каучука, добытого в английских и голландских колониях. Бразильская гевея не растет даже в самых теплых местах нашей страны.

Сотни ученых исследовали растения нашей страны, но напрасно — каучуконосов не находили.

И вдруг после долгих лет поисков было обнаружено, что кок-сагыз, или горный одуванчик, — сильный каучуконос. Вскоре плантации кок-сагыза зазеленели на полях Белоруссии, Украины, средней России. Наша страна получила каучук, выращенный под нашим советским небом.

Однако потребность в каучуке росла так быстро, что натурального каучука не хватало. Шла упорная работа по созданию искусственного синтетического каучука.

В 1926 году Советское правительство объявило международный конкурс на создание синтетического каучука. Победителем в этом конкурсе оказался русский ученый С. В. Лебедев. Он открыл способ производства каучука в заводских условиях. По способу Лебедева, каучук добывался из спирта. Для получения же спирта использовался картофель или древесные опилки. Даже виднейшие ученые не поверили сообщению об открытии способа производства каучука. «Это сплошной вымысел, — говорил известный изобретатель Томас Эдисон. — Мой собственный опыт и опыт других показывает, что вряд ли процесс синтеза каучука вообще когда-либо увенчается успехом». Это было сказано в 1931 году. В 1932 году в СССР был пущен первый завод синтетического каучука.

Как устроена шина

Мотоцикл на своем пути встречает множество препятствий. Его колеса то попадают в ямки, то наезжают на бугры и камни. И каждый раз от этого мотоциклист испытывал бы толчки, если бы не было пневматических шин. Шина служит как бы подушкой между колесом и дорогой. Эта подушка поглощает большую часть толчков. Шина состоит из трех основных частей: покрышки, камеры и прокладки — ободной ленты. На обод надевается резиновая лента, закрывающая концы спиц. Пожалуй, основной частью шины является камера, в которую накачивается воздух. Если еще надеть покрышку на обод, можно сказать, что колесо собрано. Воздух накачивается через вентиль — устройство, пропускающее в камеру воздух (рис. 80).

Рис. 80. Шина и вентиль камеры.

В вентиле расположен золотник. Когда воздух поступает в камеру, золотник открывается и пропускает в нее воздух. Но вот камера накачана полностью. Снят шланг насоса. Воздух немедленно устремляется в вентиль, но путь ему преграждает золотник. Когда воздух начинает давить на золотник, пытаясь уйти наружу, золотник плотно прижимается к отверстию и не дает ему выхода. А как же быть, если надо выпустить воздух из камеры? Сделать это просто. Надо отвернуть колпачок, которым закрывается вентиль, и нажать на золотник. Воздух с шипеньем будет выходить наружу. Но только до тех пор, пока нажимают на золотник. Стоит снять палец с золотника, как под действием пружинки золотник снова закроет отверстие. Так устроен вентиль.

Камера защищена покрышкой. Основа покрышки — каркас — состоит из нескольких слоев прорезиненной ткани. Ткань берется особенная. Она состоит из тонких прижатых друг к другу ниток.

Это основа. Нитки основы соединены тонкими нитками — утком. Нитки утка расположены друг от друга редко и притом не перпендикулярно к основе, а под некоторым углом. Сделано это не случайно: при таком сочетании ниток ткань меньше перетирается. Такая ткань называется кордом.

Непосредственно с дорогой соприкасается протектор. Вы, наверное, не раз обращали внимание на рисунок протектора. На одних покрышках глубокие канавки чередуются с плотными выступами, на других ясно видны продольные кольца, третьи покрыты квадратиками, расположенными в шахматном порядке. Шина должна хорошо сцепляться с дорогой — поэтому при работе в условиях хороших дорог применяют одни покрышки, а на плохих дорогах другие (рис. 81).

Рис. 81. Рисунки протектора.

Между протектором и кордом лежит толстый слой резины. С боков протектор переходит в боковины. Покрышка ложится на обод колеса бортами. Борта состоят из слоев корда, а внутри них имеется сердечник, сделанный из нескольких витков проволоки.

Каждый мотоцикл имеет шину определенного размера. Давление воздуха в шинах надо регулярно проверять. Какое же давление должно быть в шинах?

Основная болезнь шины — проколы. Представьте себе, что вы мчитесь по шоссейной дороге. Вдруг — шипенье. Это колесо наскочило на гвоздь.

Недавно наша шинная промышленность стала выпускать шины, которые не имеют камер. Такие шины состоят только из покрышки. Вентиль вставлен в обод. Это бескамерные шины. В бескамерных шинах покрышки плотно надеваются на обод. Воздух, накачиваемый прямо в покрышку, не проходит наружу. Такая покрышка имеет слой резины, который в случае прокола моментально закрывает отверстие. Такие шины удобны в эксплуатации: их не надо собирать. Пройдет немного лет, и бескамерные шины получат широкое применение как на мотоциклах, так и на автомобилях.

Колесо и дорога

Пневматические шины значительно уменьшили тряску при езде на мотоцикле. Однако одних шин оказалось недостаточно. Между колесами и рамой потребовалось установить дополнительное приспособление, которое способствовало бы уменьшению тряски и сделало бы езду более спокойной.

От чего же, кроме шин, зависит плавность езды? От того, как соединены колеса мотоцикла с рамой, как «подвешены» колеса.

Когда мотоцикл движется по неровной дороге, его колеса, то попадая в ямки, то наезжая на бугорки, опускаются или приподнимаются. Чтобы эти перемещения колес не сказывались на водителе, надо заставить раму и седло, несмотря на перемещения колес, оставаться все время в одном горизонтальном положении. Этого можно добиться, если колеса соединить с рамой не жестко, а упруго.

В мотоциклостроении применяется немало различных конструкций подрессоривания колес. Но в основе их всех лежат свойства пружины. Если колесо, попав на бугорок, и приподнимется, то пружина сожмется и даст возможность ему подняться вверх, не толкая раму. Когда же колесо попадет в ямку, пружина разожмется и колесо получит возможность опуститься на самое дно ямки — рама опять удержится в первоначальном положении. Это и придает плавность движению их.

Подрессоривание колес не только уменьшает тряску и делает езду более спокойной — оно также помогает колесу «держать» дорогу.

Колеса мотоцикла должны все время сцепляться с дорогой. На неровностях колесо потеряет сцепление с дорогой, не будет отталкиваться от нее. Движение мотоцикла замедлится, станет неравномерным. Кроме того, в случае отрыва от дороги переднего направляющего колеса мотоцикл по сути дела теряет управление. Надо учесть, что на больших скоростях отрыв колес от дороги даже на очень короткое время — дело весьма опасное.

Значит, надо иметь такое приспособление, которое всегда стремилось бы держать колесо прижатым к дороге. Таким приспособлением и является рессора-пружина. Она всегда стремится разжаться, а значит, и все время прижимает колесо к дороге. Как же подвешены колеса мотоцикла? Сначала давайте разберемся, как подвешено заднее колесо.

Как подвешено заднее колесо

На современных мотоциклах применяются упругие подвески. У некоторых мотоциклов (М-72) заднее колесо подрессоривается простой пружинной подвеской (рис. 82).

Рис. 82. Подвеска заднего колеса мотоцикла М-72.

У мотоциклов К-55, К-175, ИЖ-56 подвески, кроме пружин, имеют еще гидравлическое устройство (рис. 83), а у М-1-М — фрикционное (рис. 84).

Рис. 83. Гидравлическая подвеска заднего колеса мотоцикла К-55.

Рис. 84. Рычажная подвеска с фрикционным амортизатором мотоцикла М-1-М.

Неподвижная часть подвески связана с рамой, а подвижная — с колесом. На мотоциклах М-72 и М-52 концы оси заднего колеса проходят через два алюминиевых кронштейна (правый сделан вместе с крышкой главной передачи). Кронштейны вместе с осью, задним колесом и кожухом главной передачи могут перемещаться вверх и вниз. Это подвижная часть подвески. В отверстия задних стоек рам вставлены два стальных направляющих стержня. Один стержень вставлен в левую стойку, а другой— в правую. Внизу и вверху стержни закреплены стяжными болтами, которые не дают им смещаться в осевом направлении и поворачиваться.

Между кронштейнами (подвижной частью подвески) и верхними наконечниками рамы (неподвижной частью подвески) установлены спиральные пружины. Вся подвеска заключена в трубчатые кожуха (рис. 85).

Рис. 85. Детали подвески заднего колеса мотоцикла М-72.

Когда колесо набегает на бугорок, оно приподнимается и пружина сжимается.

Рама толчка почти не получает. Пружина гасит, амортизирует, толчок. Когда же колесо попадает в ямку, его ось и кронштейны пойдут вниз. Пружина разжимается и верхним концом как бы поддерживает раму, прижимая нижним колесо к дороге. При такой подвеске заднее колесо, опускаясь вниз или поднимаясь вверх, все же будет идти прямолинейно. Расстояние же между коробкой передач и осью заднего колеса будет меняться. Поэтому такая подвеска заднего колеса может быть применена только на тех мотоциклах, у которых нет цепной передачи. На мотоциклах с цепной передачей крепление подвески рычажное, или маятниковое. Это позволяет колесу перемещаться не сверху вниз, а по дуге. Ось маятника шарнирно крепится к раме. В прорези подвижных концов маятника вставляется ось заднего колеса. К ним же крепятся нижние части амортизаторов.

Как же работает гидравлический амортизатор?

Попробуйте взять пружину, сжать ее до отказа, а затем отпустить. Пружина моментально разожмется. Но она не успокоится сразу, а будет еле заметно колебаться. Если вы будете все время ее сжимать, а затем быстро отпускать, то она все время будет колебаться. Чем сильнее вы нажмете на пружину, тем заметнее будут ее колебания. Но если вы даже сильно сожмете пружину, а затем медленно и плавно ее отпустите, колебаний не будет. Почему? Потому что энергия, накопленная пружиной при сжатии, затрачена на преодоление сопротивления во время сжатия.

Когда мотоцикл движется по неровной дороге, пружина все время то сжимается, то разжимается. Колесо и пружина будут все время колебаться. Эти колебания будут ощущаться мотоциклистом. Они мешают спокойной езде. Эти колебания можно было бы уменьшить в том случае, если сопротивления деталей были большими. Но в действительности они невелики. Если бы сопротивление пружины было большим, то пружина сильно не сжималась бы, а следовательно, резко и не разжималась бы. Но при жесткой пружине и толчки плохо поглощались бы. От установки жестких пружин отказались. Но как погасить колебания подвески? Как увеличить сопротивление подвески и при этом сохранить мягкость пружины? Эту задачу помогла решить жидкость — масло.

В цилиндр, герметически закрытый с обеих сторон, вставлен поршень. В поршне есть несколько отверстий. Цилиндр заполнен машинным маслом. Будем теперь при помощи штока давить на поршень. Поршень давит на масло, и масло, оказывая сопротивление, проходит через отверстия в поршне. Масло обладает вязкостью. Поршень медленно движется вниз. Масло через отверстия переходит с нижней части в верхнюю. Если мы теперь будем двигать поршень вверх, то масло таким путем перейдет в нижнюю часть цилиндра. Само собою разумеется, что для того, чтобы масло перешло из нижней части в верхнюю, надо затратить какую-то работу. Но для того, чтобы погасить колебания пружины, надо также затратить работу. Нельзя ли заставить пружину израсходовать свою энергию, полученную при сжатии на перекачку масла? Ведь тогда вместо того, чтобы колебаниями беспокоить мотоциклиста, она будет «трудиться», перекачивая масло из одной части цилиндра в другую. Этот принцип и положен в основу устройства мотоциклетного амортизатора. Как же подвешено заднее колесо мотоцикла К-55? Подвеска его имеет два наконечника — верхний и нижний — и два кожуха — верхний и нижний. Нижний кожух вставлен в верхний. В кожухах помещена спиральная пружина. Верхний наконечник крепится шарнирно к раме, а нижний — к маятнику заднего колеса. Ось маятника проходит через резиновые втулки, называемые сайлент-блоками. Эти втулки могут работать на скручивание, когда колесо перемещается. Внутри пружины подвески помещаются цилиндр амортизатора и поршень. Поршень соединен со штоком. Когда колесо наезжает на препятствие и пружина сжимается, жидкость через поршень и клапан, установленный над поршнем, переходит с нижней части в верхнюю. При этом жидкость встречает сопротивление, на преодоление которого надо затратить какую-то энергию. Это дает ей сжатая пружина. Жидкость все время переходит из одной части в другую и действует как бы «наперекор» направлению колебания пружины. Так гасятся колебания пружины.

Амортизатор особенно помогает при езде по неровностям дороги.

Как подвешено переднее колесо

В передней части мотоцикла расположена передняя вилка. При помощи этой вилки переднее колесо упруго подвешивается к раме. Кроме того, передняя вилка служит и для поворота переднего колеса. Для обеспечения поворота колеса в своей верхней части вилка соединена с рулем мотоцикла. Сама вилка может поворачиваться в головке рамы. Вилки бывают разных типов. Но независимо от ее устройства в ней различают две группы деталей: неподвижную группу и подвижную. К неподвижным частям относятся детали, связанные с рамой, а к подвижным — детали, связанные с колесом. Чаще всего на современных мотоциклах применяются телескопические и рычажные вилки. Давайте посмотрим, как они устроены. Телескопическая вилка применена на мотоцикле К-55 (рис. 86).

Рис. 86. Телескопическая вилка.

Она состоит из двух труб (перьев), которые соединены между собою двумя мостиками: верхним и нижним. В верхней части вилка имеет стержень, который запрессован в нижний мостик. При помощи этого стержня вилка закреплена в головке рамы. К верхнему мостику крепится руль. При помощи руля стержень вместе с мостиками и перьями может поворачиваться в головке рамы. На нижних концах труб-перьев установлено по одному наконечнику, сделанному из труб. В эти наконечники вставлена ось переднего колеса, на которой сидит ступица колеса.

Эти наконечники могут перемещаться вверх и вниз, скользя по чугунным или бронзовым втулкам.

Трубы заключены в телескопические кожухи, которые защищают внутреннее устройство вилок от попадания грязи и влаги. Внутри вилки расположен механизм, поглощающий толчки (рис. 87).

Рис 87. Детали телескопической вилки мотоцикла М-72.

Этот механизм состоит из пружин и гидравлического амортизатора. Когда колесо наедет на выступ дороги, то оно приподнимется кверху. Наконечники вместе с осью колеса также поднимутся кверху и сожмут пружину. Пружина поглотит толчок. Амортизатор действует так же, как и амортизатор задней подвески, о котором мы говорили раньше. Здесь амортизатор гасит колебания как при сжатии пружины, так и при ее разжатии. Такие амортизаторы называются амортизаторами двойного действия.

Амортизатор заполняется маслом в количестве 80-100 кубических сантиметров. Когда переднее колесо наезжает на выступ дороги, то, как мы уже знаем, колесо перемещается вверх, а пружина при этом сжимается, поглощая удар.

Способность вилки поглощать удары тем больше, чем выше могут подняться наконечники вместе с осью и колесом.

Для того чтобы управлять мотоциклом было легче и безопаснее, передняя вилка всегда должна обладать свойством при отклонении возвращаться в первоначальное положение. Для этого вилка расположена с некоторым наклоном. Ось нижней части ее пересекается с дорогой несколько впереди.

Если измерить расстояние между точкой дороги, с которой касается колесо, и точкой пересечения мысленно продолженной оси вилки с дорогой, то мы получим какое-то расстояние. Это расстояние называется вылетом вилки. Обычно вылет вилки составляет 30–75 миллиметров.

Когда мы движемся по извилистой дороге, то вылет вилки должен быть меньше, а при быстром движении по прямой дороге он должен быть больше.

На мотоциклах М-72 последних выпусков применена рычажная вилка с гидравлическим амортизатором.

На мотоцикле М-1-М применена рычажная вилка (рис. 88).

Рис. 88. Рычажная передняя вилка мотоцикла М-1-М.

Эта система проста по своему устройству и имеет малый вес неподрессоренных частей (связанных с колесами). Для гашения колебаний эта вилка снабжена амортизатором, который гасит колебания за счет трения.

В отличие от гидравлических амортизаторов такой амортизатор называется фрикционным.