5.2 Устройство и работа ходовой части
Ходовая часть мотоциклов включает в себя заднее и переднее колеса вместе с тормозами и подвесками. Последние связывают колеса с рамой, воспринимают и гасят колебания колес из-за неровностей дороги, а также сил, вызванных ускорениями и торможениями.
Подвески. Любая подвеска колеса состоит из трех элементов: упругого, гасящего колебания (демпфирующего) и направляющего. Роль упрутого элемента играет пружина и, в некоторых подвесках, камера со сжатым воздухом. В качестве узла, гасящего колебания, на всех современных мотоциклах применяют гидравлический амортизатор. В нем энергия колебания гасится силами жидкостного трения, возникающими при перетекании специальной жидкости в цилиндрическом корпусе через
калиброванные отверстия в поршне. Выделяющееся при трении тепло рассеивается в атмосфере. На современных мотоциклах применяют одно- и двухтрубные амортизаторы. Первый вид получает преимущественное распространение, хотя в прошлом повсеместно применялись двухтрубные амортизаторы.
У двухтрубных гидравлических амортизаторов подвесок задних колес (рис. 5.6) цилиндр установлен внутри корпуса с зазором. Образованный кольцевой объем в нижней части сообщается с основным объемом цилиндра через специальный впускной клапан. При наезде на препятствие амортизатор сжимается, и поршень, закрепленный на конце штока, перемещается вниз. Поршень имеет несколько отверстий (каналов), перекрываемых подпружиненной пластиной (перепускным клапаном). Этот клапан открывается только при движении поршня вниз. В это время жидкость, находящаяся под поршнем, может перетекать в объем над поршнем через калиброванные отверстия и открытый перепускной клапан. Поскольку надпоршневой объем в цилиндре меньше объема под поршнем (из-за того, что часть объема вверху занимает сам пггок), то часть жидкости вытекает в кольцевую полость между цилиндром и корпусом через клапан сжатия, сжимая при этом находящийся там воздух. При обратном ходе амортизатора (под действием распрямляющейся пружины) перепускной клапан на поршне закрывается, и жидкость с силой продавливается через малые каналы и зазоры в нижнюю часть цилиндра. В то же время часть жидкости из кольцевой полости перетекает в подпоршневое пространство через калиброванные отверстия впускного клапана.
Рис 5.6 Двухтрубный амортизатор заднего колеса: 1 — шток амортизатора; 2 — поршень с пластинами (перепускным клапаном); 3 — корпус; 4 — цилиндр; 5 — пружина: 6 — клапан сжатия (впускной)
У многих зарубежных моделей гидравлическое сопротивление амортизатора можно регулировать.
В однотрубных амортизаторах (рис. 5.7) функции цилиндра выполняет внутренняя поверхность корпуса. Необходимый компенсационный объем отделен от подпоршневого пространства поршнем-разделителем и расположен в нижней части амортизатора или вынесен в отдельный корпус. Для повышения эффективности работы однотрубного амортизатора его компенсационный объем наполняют воздухом или инертным газом под высоким давлением (до 7—10 кгс/см2) — такие амортизаторы называют газонаполненными.
Рис 5.7 Однотрубный амортизатор заднего колеса: 1 — пружина; 2 — корпус; 3 — поршень; 4 — поршень-разделитель; 5 — компенсационный объем
В качестве подвесок передних колес современных мотоциклов (рис. 5.8) применяют телескопические и (реже) рычажные вилки.
Телескопическая вилка (рис. 5.9) образована двумя парами труб — неподвижными (несущие трубы или перья) и подвижными. Несущие трубы крепятся в отверстиях верхнего и нижнего мостиков (траверс), которые имеют возможность поворачиваться вокруг оси, проходящей через рулевую колонку. Ось закреплена в рулевой колонке на двух опорных шариковых (или конических роликовых) подшипниках. Регулировочной гайкой, расположенной под верхним мостиком, устраняют люфт подшипников рулевой колонки.
Рис. 5.8 Подвески переднего колеса: а— телескопическая «классическая»; б— телескопическая перевернутая; в — длиннорычажная с поворачивающимся маятником; г — рычажная с качающимся маятником; д— подвеска «Телелевер»; 1 — пружинно-гидравлическая телескопическая вилка; 2 — амортизатор; 3 — качающийся поворотный рычаг; 4 — шаровая опора; 5 — сошка руля; 6 — качающийся рычаг: 7 — направляющая труба; 8 — рулевая колонка рамы; 9 — руль
Рис 5.9. Телескопическая вилка мотоцикла «Урал» (в сжатом состоянии): 1 — болт неподвижной трубы; 2 — контргайка; 3 — верхняя втулка пружины: 4 — верхняя (неподвижная) труба; 5 — шток; 6 — пружина; 7 корпус манжеты; 8 — манжета; 9 — верхняя направляющая втулка; 10 — нижняя (подвижная) труба; 11 — нижняя направляющая втулка; 12 — нижняя втулка пружины (крышка цилиндра); 13 — цилиндр; 14 — поршень-дроссель; 15 — нижняя крышка цилиндра; 16 — дросселирующие отверстия; 17 — болт крепления цилиндра; 18 — проушина оси переднего колеса
Подвижные трубы скользят направляющими втулками по неподвижным трубам; в их нижней части (наконечниках) расположены отверстия (проушины) для крепления оси колеса. Вилки, у которых неподвижные трубы имеют ббльший диаметр, чем подвижные, называются перевернутыми. Такие вилки обладают бблыпей жесткостью, чем обычные, и получают все большее распространение. Внутри труб расположен гидравлический амортизатор и пружина. Специальная амортизаторная жидкость (или масло) заливается через пробку в верхнем торце неподвижной трубы. Уплотнение зазора между подвижными и неподвижными трубами осуществляют сальники, а защиту от пыли и грязи — резиновые пыльники или эластичные гофрированные чехлы. В вилки с пневморегулированием (гидропневматические) через штуцер в пробке закачивают сжатый воздух, который, работая параллельно с пружиной, нелинейно увеличивает жесткость вилки («Иж-Планета-5», «Иж-Юнкер»).
Помимо телескопических вилок, на мотоциклах применяют рычажные подвески переднего колеса разных конструкций. Различают коротко- и длиннорычажные передние подвески. Длиннорычажные подвески устанавливают на мотоциклы «Урал» и «Днепр» с боковыми прицепами. В них изогнутые неподвижные трубы фиксируются в поворачивающихся траверсах. В нижних концах труб закреплен качающийся маятник с установленным па его концах колесом. Колебания гасят два амортизатора, аналогичные применяющимся в подвеске заднего колеса. На некоторых зарубежных мотоциклах применяют рычажные подвески, в которых маятниковый рычаг только качается, а ось колеса закреплена на поворотной цапфе, соединенной с маятником через шаровую опору.
Заднее колесо устанавливают в качающейся маятниковой вилке (рис. 5.10). Она закреплена посредством оси в задней части рамы и служит направляющим элементом подвески колеса. Ось маятника в раме закреплена неподвижно, а с маятником обычно соединяется через втулки, сай-лент-блоки или роликовые (игольчатые) подшипники. Материалом для маитника, служит сталь или алюминиевый сплав. Маятниковые подноски имеют два амортизатора или один (моноамортизатор). Последняя разновидность получила преимущественное распространение на зарубежных мотоциклах. Конструкция с моноамортизатором и системой рычагов позволяет придать подвеске прогрессивную харе жтеристику. У обычной цилиндрической пружины с постоянным шагом витков усилие сжатия пропорционально ее деформации и определяется коэффициентом жесткости (рис. 5.11). Такая пружине) не обеспечивает чувствительность («мягкость») подвески при чалом ее ходе, и в то же время при максимальном ходе она сжимается до упора и передает толчки на раму. Подвеска с прогрессивной характеристикой, в которой исполняется система рычагов, лишена этого недостатка. Существует несколько схем моноподвески с прогрессивной характеристикой; из российских мотоциклов подобную подвеску устанавливают только на « Курьер».
Рис. 5.10 Подвески заднего колеса: а —маятниковая с двумя амортизаторами; б — маятниковая моноподвеска «Монокросс». «Кантилевер»; в — маятниковая с центральным моноамортизатором с прогрессивной характеристикой «Про-Линк»; г — однорычажная грузовых мотороллеров и АТ\/
Рис. 5.11 Характеристики пружины: 1 — линейная; 2 — прогрессивная; Р — сила, воздействующая на пружину; F — деформация пружины
Амортизаторы заднего колеса (два или один — моноамортиза-тор) имеют регулировку жесткости (рис. 5.12). Ее осуществляют поворотом специальной втулки (или вращением гайки), изменяя при этом степень предварительного поджатая пружины. Амортизаторы заднего колеса соединены с рамой через резинометалли-ческие сайлент-блоки.
Подвеску колеса бокового прицепа обычно выполняют маятпиковой с: пружинным (реже — торсионным) упругим элементом и гидравлическим амортизатором.
К дефектам подвесок относятся износ втулок в сочленении маятника и рамы, подвижных и неподвижных труб передней вилки. В этом случае появляется люфт в подвижных соединениях, и мотоцикл перестает «держать дорогу». Такой же эффект дает неправильно отрегулированный подшипник рулевой колонки. Стуки в подвесках при обратном ходе и недостаточное демпфирование свидетельствуют о низкой вязкости амортизаторной жидкости или ее недостаточном количестве. Подтекание жидкости происходит из-за износа сальника или механического повреждения рабочей поверхности подвижной трубы.
Рис 5.12 Регулировка жесткости пружины заднего амортизатора («Иж»): 1 — упор, закрепленный на корпусе амортизатора; 2 — поворотная втулка (регулятор); 3 — нижняя опора пружины