О характере нагрузок и зависимости их от стиля вождения мотоцикла
Нагрузки и долговечность
Срок службы мотоцикла во многом зависит от нагрузок на его детали, а они, в свою очередь, — от манеры вождения. Если она грубая, силовая, когда водитель, не разбирая дороги, не тормозя, едет через ямы и бугры, резко включает передачи и сцепление, к тому же часто невпопад, мотоцикл больше стоит в ремонте, чем работает, и долго не живет. Чуткое же отношение к машине обеспечивает ее надежную и долговечную работу.
Более подробно о характере нагрузок и зависимости их от стиля вождения мотоцикла рассказывает инженер Ю. ВРУБЕЛЬ.
Нагружение мотоцикла. На его детали и узлы действуют постоянные и переменные нагрузки Постоянные обусловлены весом водителя, пассажира и багажа, а также самого мотоцикла, сопротивлением дороги, трением в подшипниках, подвижных соединениях и рядом других, менее значительных факторов. Переменные вызываются работой двигателя, воздействием неровностей дороги, а также различного рода кинематическими несоответствиями (биением валов и колес, перекосами, ненормальным натяжением цепей и т. д.). Разрушительное действие на деталь оказывают в основном переменные нагрузки, а постоянные участвуют в процессе лишь косвенно, изменяя величину переменных.
Переменные нагрузки, в свою очередь, разделяются на динамические и длительно действующие.
Динамические (или ударные) нагрузки
возникают в результате резкого приложения внешней силы или при быстром соединении масс, вращающихся с разными угловыми скоростями. Примерами динамических нагрузок могут служить: наезд на препятствие, заклинивание поршня в цилиндре, резкое включение сцепления; неправильное переключение передач; движение на высшей передаче с малыми оборотами, когда в трансмиссии начинаются рывки; биение валов или обода колеса и т. д. Эти нагрузки кратко-временны, но значительны по величине — они в три—пять раз превышают нагрузки от двигателя. Вызванные ими напряжения нередко достигают предела прочности материалов и даже превышают его и в отдельных случаях влекут разрушение деталей. Обычно же они деформируют детали, увеличивают всевозможные зазоры в сопряжениях, повышая этим динамичность последующего нагружения и сокращая ресурс механизма. Вот почему таких нагрузок следует по возможности избегать.
Длительно действующие нагрузки
вызываются работой двигателя и воздействием неровностей дороги. Они отличаются от динамических меньшей величиной, но очень большим количеством циклов действия. Число их измеряется сотнями тысяч и миллионами, в зависимости от пробега. Величина же нагрузок зависит от скорости и режима движения, состояния дороги, загрузки мотоцикла. Например интенсивный разгон резко увеличивает длительно действующие нагрузки, значительно приближая их к динамическим. На рисунке показаны осциллограммы длительно действующих и динамических нагрузок на вторичном валу коробки передач легкого мотоцикла. Видно, что вал испытывает не постоянную, а переменную нагрузку (в данном случае от крутящего момента) и как динамические нагрузки отличаются от длительно действующих по величине и по числу циклов.
Загрузка двигателя. Очень важным показателем нагружения мотоцикла является степень загрузки двигателя. В среднем за все время эксплуатации мотоцикл нагружается не полной мощностью двигателя, а лишь какой-то ее частью. Это объясняется тем, что скорость в большинстве случаев определяется не мощностью мотора, а дорожными условиями, включающими качество покрытия, интенсивность движения, условия безопасности и т. д. Полная или почти полная мощность используется лишь при максимальной скорости, резком обгоне, интенсивном разгоне и подобных случаях. Поэтому двигатель загружен в среднем на 30—70%, у более мощных мотоциклов эта величина меньше. Так, мотоцикл ИЖ—ПС использует в среднем лишь около 35% мощности, 3.115 — около 45%, а мопеды — около 70%.
При проектировании размеры деталей выбирают так, чтобы они по прочности выдерживали часто встречающиеся динамические нагрузки и обеспечивали заданный пробег, исходя из указанной выше степени загрузки двигателя. Если же требовать, чтобы детали обеспечивали заданный пробег при полной загрузке, то их размеры намного возрастут. Й наоборот, если при неизмененных размерах деталей существенно увеличить загрузку двигателя, резко уменьшится долговечность мотоцикла.
Влияние стиля вождения на долговечность. На практике увеличение нагрузок на мотоцикл по сравнению с нормальными проявляется в разных формах. К ним относятся: использование мотоцикла в спортивных целях, где режимы движения близки к максимальным; применение его для буксировки тяжелых грузов; неправильное натяжение цепей, люфты в подшипниках, биение колес, неумелая езда и т д. Движение с повышенной скоростью по разбитой дороге вызывает большие нагрузки на ходовую часть и трансмиссию, а через нее и на двигатель. Испытания показали, например, что при быстрой езде по разбитому булыжнику износ и разрушение деталей наступает в восемь — десять раз быстрее, чем при езде с такой же скоростью по асфальту.
Одним словом, стиль вождения оказывает очень большое влияние на долговечность. Встречаются водители, манера езды которых характеризуется непрерывной сменой интенсивного разгона интенсивным торможением, причем делается это без видимой необходимости. Такой стиль мало и только внешне похож на 'спортивный, потому что в нем нет рациональности. В то же время загрузка двигателя существенно возрастает, следовательно, долговечность его резко сокращается.
Не следует думать, что автор ратует за такую езду, при которой мотоцикл будут обгонять даже мопеды. Отнюдь нет. Мотоцикл предназначен для быстрой и уверенной езды по любой дороге, и в этом его достоинство. Однако согласитесь, что суматошная езда — это еще не быстрая езда, а гонка на разбитом булыжнике, в конечном счете, представляет не меньшую опасность для мотоцикла, чем для мотоциклиста. Разумеется, стиль вождения — это дело вкуса, характера и наклонностей самого водителя, показатель его опыта и квалификации. Смысл заключается в том, чтобы он четко понимал, как отражаются на его мотоцикле те или другие особенности вождения.
Отрицательно сказывается на долговечности мотоцикла передача его в чужие руки, особенно в целях обучения. Здесь динамичность нагружения возрастает из за неумелого управления. То же можно сказать о случае, когда он попадает к неаккуратному водителю. Так, несвоевременно или небрежно сделанная регулировка натяжения цепи. установка раннего зажигания (делающая более «жесткой» работу двигателя), перекос колеса в маятнике и т. п. заметно увеличивают нагрузки.
Осциллограммы нагрузок на вторичном валу коробки передач: а — асфальт, IV передача, 50 км/ч; б — булыжник, IV передача, 50 км/ч; в — асфальт, IV передача, разгон; г — резкое включение сцепления; д — неправильное переключение передач; е — движение на IV передаче на малой скорости с рывками; 1 — нулевая линия крутящего момента; 2 — средняя линия максимального крутящего момента по двигателю; 3 — кривая крутящего момента на вторичном валу (показаны участки осциллограммы длительностью около 1 с).
1981N08P14