У каждого мотоциклиста эти ощущения примерно одинаковы. Поначалу показалось, что муфта сцепления слегка забуксовала. Через день-два уже появляется уверенность: да, буксует, стоит только дать побольше «газ», как становится заметно отставание темпа разгона мотоцикла от роста оборотов двигателя. Совсем же явно этот дефект проявляется на крутом подъеме. Бывает и наоборот — сцепление полностью не выключается («ведет»), затрудняя включение передач. В чем же причина этих неисправностей?

РЕГУЛИРОВКА

Если ее делали наспех и при отпущенном рычаге диски не прижаты один к другому, — удивляться нечему. Нарушено непременное правило регулировки, особенно на мотоциклах без полуавтоматического выключения: при включенной муфте (внешний признак — отпущенный рычаг на руле) ничто не должно препятствовать плотному прижатию дисков. Когда муфта и ее привод исправны, то мешать этому может только сам рычаг, если он под действием троса утыкается в кронштейн с упором для оболочки. Следовательно, тут надо или «удлинять» трос (на некоторых мотоциклах конструкция позволяет это), или «укорачивать» его оболочку, что обычно проще, так как упор ее делают регулируемым. Последнее не надо понимать буквально: большинство конструкций муфт включает в себя специальные регулировочные винты, которые действуют на механизм так же, как и при простом изменении длины троса и оболочки. В любом случае важно, чтобы рычаг на руле в отпущенном состоянии обязательно имел ощутимый свободный ход (рис. 1). Некоторые мотоциклисты этого не любят: рычаг, дескать, болтается! Но иначе нельзя.

При правильной регулировке исправная муфта начинает включаться, когда рычаг отпущен на треть или половину его полного хода. Если это происходит позже, возможна пробуксовка при больших нагрузках. Когда у рычага вообще нет свободного хода, можете быть уверены, что часть усилия пружин в сцеплении бесполезно затрачивается на растяжение троса, а не на сжатие пакета дисков. Следовательно, в тяжелых дорожных условиях, где требуется максимум тягового усилия, муфта может подвести.

ТРОС

Когда мотоцикл стар и трос сцепления основательно поработал, полезно знать одну, не для всех очевидную вещь. Сам трос практически не растягивается, даже под действием всех пружин муфты. Иное дело — оболочка, особенно если она служит годы и многие тысячи километров: каркас — металлическая спираль под слоем пластмассы — становится хлипким, податливым, подобно обыкновенной пружине сжатия. Поэтому внимательно проследите за поведением оболочки при действии рычага. Если она ощутимо пружинит, сжимается, ее лучше заменить. Чем сильнее сжимается оболочка, тем короче полезный ход рычага.

С изношенной оболочкой троса очень трудно добиться нормальной работы сцепления. Если правильно отрегулируете привод — муфта сильно «ведет», не выключается при нажатом рычаге. Уменьшаете зазор, убираете его совсем, и тогда только муфта как будто начинает выключаться, но возникают опасения — не пробуксует ли?

ПОЛУАВТОМАТ ВЫКЛЮЧЕНИЯ

Некоторые мотоциклы (например, «ИЖ-Юпитер», ЯВА, ЧЗ) имеют еще устройства полуавтоматического выключения сцепления, работающие от педали переключения передач. Устройства простые, но тем не менее требуют внимания. Здесь надо следить за тем, чтобы между роликом и профилированной поверхностью кулачка обязательно был некоторый, пусть минимальный, зазор.

На «Юпитере» регулировку выполняют вслепую (при установленной правой крышке картера) с помощью винта, расположенного слева, в муфте. На Jawa и CZ — все видно. Тут регулировка с крышкой никак не связана. Кулачок имеет в средней части профиля углубление, соответствующее включенной муфте. Поэтому при нейтральном положении рычага переключения передач ролик должен быть в этом углублении кулачка, как показано на рис. 2, но не касаться его (оптимальный зазор — около 0,1 мм, максимум — 0,3 мм, не больше!). Если же зазора нет, значит муфта включена не полностью и будет буксовать; если он велик, муфта «ведет».

Важно помнить еще одно обстоятельство. У правильно налаженного механизма муфта включена при строго нейтральном положении рычага, плюс-минус небольшой угол вверх и вниз. Пружины, удерживающие рычаг в этом положении, иногда ломаются, и рычаг то и дело «зависает» в крайнем положении, что влечет за собой автоматическое выключение сцепления. Хотя этот дефект непосредственно к муфте не имеет отношения, учтите, что из-за него может сложиться неприятная ситуация: где-нибудь на крутом подъеме рычаг может неожиданно зависнуть, мотоцикл немедленно потеряет скорость, и его будет трудно удержать в руках.

Порядок наладки муфты на мотоциклах с полуавтоматическими устройствами прост — сначала регулируют собственно механизм (при освобожденном тросе), а потом уже трос, играющий тут вспомогательную роль.

ПРУЖИНЫ

Но как быть, если и после всех регулировок сцепление все-таки буксует (в последнее время это довольно часто отмечают владельцы мотоциклов ЯВА-634 и CZ-472, где возросшая мощность двигателя не очень согласуется со старой конструкцией муфты). Отчего это может быть? Во-первых, из-за износа дисков. Раньше это обнаруживают любители «острой» езды — с рывками, резкими ускорениями, перегружающими муфту. Разобрав механизм, сложите вместе пять ведомых (имеющих фрикционные накладки) дисков и замерьте толщину. Норма — 19— 18 мм. Пакет дисков тоньше 15 мм можете, не сомневаясь, выбрасывать. Во-вторых, муфта сцепления плохо работает при ослабевших пружинах (длительная служба в условиях нагрузок и повышенных температур неизбежно сказывается). Сравните пружины с новыми — и почти наверняка обнаружится разница не только в их длине, но и в жесткости — старые и короче, и мягче. Но может случиться, что новых пружин под рукой нет, а ехать надо. Тут поступают так: под каждую пружину кладут дополнительную шайбу толщиной 1,5—2 мм (можно такую же, что поставлена там заводом). Тогда предварительная нагрузка на пружины заметно увеличится, диски будут сжаты большей силой. Практика показала, что эта мера позволяет временно обойтись без замены деталей муфты.

Хорошая конструкция муфты сцепления на ИЖах. Здесь есть возможность при помощи специальных гаек довольно плавно регулировать усилие каждой из пяти пружин сцепления в широких пределах. Такую муфту проще собрать или разобрать. Легче обеспечить и важное условие ее четкой работы — перпендикулярность нажимного диска к оси вращения муфты при ее выключении. На других мотоциклах этого добиться трудней, особенно при разной жесткости пружин.

МАСЛО

Иногда диски сцепления буксуют из-за загрязнения масла, образования на их рабочих поверхностях вязкого, липкого налета, препятствующего надежному контакту дисков между собой. Рецепт «лечения» тут ясен: промыть детали, заполнить механизм чистым маслом.

Свойства масла сильно влияют на качество работы муфты сцепления и связанной с ней коробки передач. Например, в холодное время года не следует применять слишком вязкое масло, скажем, МС-20. Сильно загустевая на морозе, оно как бы склеивает диски между собой, и пока масло не нагреется, муфта сильно «ведет». В то же время, стоит лишь дать побольше и по-резче «газ», сцепление буксует — и все по той же причине: между дисками остается слой вязкого холодного масла. Правда, оно не даст дискам заметно изнашиваться, а уже через несколько минут движения масло нагреется и работа муфты нормализуется. Но плохо, что она нечетко выключается при пользовании передачами. Соединение деталей при включении коробки происходит с характерным треском, ударами, что и является главной причиной износа кромок торцевых кулачков и шлицевых отверстий шестерен (на старых ЯВАХ), вилок. Все это ведет к ускоренному разрушению коробки передач.

Зимой в полость моторной передачи лучше залить маловязкое масло (например, М8Б1). Если же поездки редкие. а слить летнее масло жалко, то его вязкость перед пуском двигателя снижают, добавляя 150—200 см3 бензина. Тогда и мотор пустить легче, да и муфте «приятнее». В движении масло нагреется, и бензин улетучится.

На некоторых мотоциклах даже летом диски сцепления за ночь так основательно склеиваются остывшим маслом, что после пуска двигателя при включении передачи происходит неприятный рывок, сопровождаемый скрежетом в муфте. В таких случаях перед поездкой надо, заглушив мотор и выжав сцепление, включить передачу и несколько метров прокатить мотоцикл, преодолевая сопротивление масла в муфте. Момент разъединения дисков заметить просто — мотоцикл сразу покатится легче.

ИЗНОС ДЕТАЛЕЙ

Иногда сцепление «ведет» и при идеальной регулировке, великолепном масле. Значит, дело в самом механизме. Например, могут быть погнуты или покороблены диски (тогда их, поверьте, лучше выбросить), перекошен нажимной диск от разной жесткости пружин, и диски цепляют один другой при выжатом сцеплении. Причиной дефекта может быть и сор в масле (например, частицы выкрошившейся пробки), заклинивающий диски. В старых, много поработавших муфтах бывают смяты, выработаны кромки барабана сцепления в местах контакта с выступами дисков, что наглядно показано на рис. 3. Под действием нормально передаваемых усилий диски западают в эти углубления, препятствуя полноценному выключению муфты. Она «ведет», несмотря на все старания ее отрегулировать.

Лечат эту болезнь либо обработкой кромок у барабана (на ЯВЕ или «Восходе» в отличие от ИЖей это сделать нетрудно), либо заменой деталей новыми.

Иногда сцепление «ведет» из-за того, что сильно изношен подшипник между ведущим и ведомым барабанами и в этом сочленении появился значительный радиальный люфт. Тогда при выключении муфты неизбежен перекос ведущего барабана, на который действует усилие моторной цепи, отчего диски соприкасаются краями.

СБОРКА

Неприятности могут произойти в моторной передаче, если гайка, крепящая ведомый барабан сцепления к левому концу первичного вала коробки передач, по недосмотру плотно не затянута или не законтрена. В этом случае под действием колебаний в моторной передаче гайка обязательно начнет отворачиваться. Водитель может (и должен, конечно) заметить, что из-за этого свободный ход рычага на руле растет прямо на глазах, а муфта «ведет» все больше. Быстро убедившись в исправности рычага, троса сцепления и прочих наружных деталей привода сцепления, опытный водитель непременно придет к выводу, что сама муфта не в порядке. Не откладывая дела на потом, надо вскрыть полость моторной передачи и устранить эту простую неисправность, не дожидаясь, пока муфта самопроизвольно «разберется». Тогда внутренний барабан вместе с начинкой, то есть с дисками, пружинами и отвернувшейся гайкой, выдвинется из наружного, насколько ему позволит крышка картера, и если не произойдет серьезной поломки, то это дело счастливого случая. Собирая муфту сцепления, гайку, крепящую барабан, надо затягивать и контрить, как говорят, на совесть.

УПРАВЛЕНИЕ

В конце напомним несколько важных правил обращения со сцеплением. Включать его надо быстро (примерно за полсекунды), но вы не должны ощущать рывка. Медленно тоже вредно, ибо до полного соединения дисков они буксуют, а значит, изнашиваются.

Постоянно следите за состоянием троса сцепления. Не забывайте вовремя смазать его. Трос должен обеспечивать четкую связь рычага на руле с нажимным диском муфты. На деле же нередко водитель прилагает к рычагу титанические усилия, отрывает наконечник высохшего в оболочке троса, а на муфту усилие почти не передается. Иногда он вообще ржавеет и так спекается с оболочкой, что остается одно — выбросить.

Смазывать трос лучше жидким маслом, особенно при холодной погоде, иначе он плохо движется в оболочке. Трос должен проходить от руля к муфте таким образом, чтобы он ни при каких условиях не натягивался, не сдавливался и не имел резких перегибов, но одновременно его длина должна быть как можно меньше. Чем длинней трос, тем больше в нем силы трения.

Еще одно правило. Во время движения не держите руку на рычаге сцепления, а если на мотоцикле есть полуавтомат выключения муфты, не держите ногу на рычаге переключения передач. Из-за этого быстрее изнашиваются диски и весь выжимной механизм — штоки, опорный шарик и т. д. Известны случаи, когда штоки сваривались от трения. Кстати, они находятся в сверлении первичного и вторичного валов коробки передач, куда при сборке надо закладывать смазку, иначе потом ей трудно проникнуть в оставшиеся щелевые зазоры. Если к этому добавляется неверная регулировка муфты или манера вождения, при которой сцепление частично выключено, то штоки от трения торцами могут нагреться до температуры плавления и сварки металла.

Никогда не используйте муфту в роли приспособления, помогающего преодолевать особо тяжелые участки дороги. Некоторые делают так: мотор не тянет, и вместо того, чтобы включить пониженную передачу, частично выжимают муфту. Она начинает пробуксовывать, зато мотор выходит на повышенные обороты, поднимая мощность. Действительно, так можно раз-другой взять трудный подъем, но хватит ли муфты на третий?

Помните, что муфта сцепления — элемент мотоцикла, рассчитанный на кратковременную работу, предназначенный только для плавного начала движения и мягкого переключения передач.

Исправное сцепление дает водите­лю возможность точно дозировать крутящий момент двигателя при передаче его на вал коробки пере­дач и дальше на колеса. На до­рожных мотоциклах это важно в момент старта, при развороте на узкой дороге и, особенно, при движении в городских пробках.

На эндуро же работа сцеплением и вовсе неоценима при проезде сложных препятствий.

Об износе сцепления могут сви­детельствовать шум в картере, тугой выжим рычага или вибра­ции. Но ни один из этих симпто­мов в отдельности еще не являет­ся приговором. Например, шум может быть нормой для данной модели мотоцикла, к тому же, как правило, его издают вращаю­щиеся без нагрузки шестерни ко­робки передач. Вибрации в мо­мент старта встречаются чаще на абсолютно новых мотоциклах, когда диски сцепления еще не притерлись.

Более серьезный симптом — пробуксовка сцепления: рычаг отпущен, а жесткой связи двигателя с колесами нет. Мотоцикл может ехать, но стоит прибавить газ, как обороты мотора начинают расти быстрее, чем скорость движения, словно вместо механической коробки у вас гидромеханический «автомат». В начальной стадии пробуксовка проявляется только на высших передачах, но уже за полдня активной езды сцеплению приходит конец. Поэтому при первых признаках его пробуксовки необходимо остановиться. Если привод тросовый, проверяем свободный ход и легкость перемещения троса. При отпущенном рычаге трос натянут? Подкрутим регулировочную гайку, чтобы трос ослаб. Лучше проверять свободный ход рычага на валу привода (1-2 мм на конце рычага) — так мы одновременно убедимся, что трос не перетянут и не застревает в оболочке. Сам собой трос разрегулироваться не может, должна быть какая-то причина. Если он зацепился за что-нибудь, например, в лесу, упор оболочки может выскочить из углубления, создав натяжение. Поэтому обратите внимание на то, как установлен трос.

Если после регулировки признаки пробуксовки исчезнут, считайте, что вам повезло: на мотоцикле можно ездить. Но такое случается редко. Если же сцепление буксует и при правильной регулировке троса, значит пора его менять. Не спеша, желательно на низших передачах направляйтесь к месту ремонта, стараясь свести пробуксовки к минимуму. На многих современных байках применен гидравлический привод сцепления.

Он не предполагает никаких регулировок и в принципе не может стать причиной пробуксовки сцепления. Поэтому пробуксовка на таких мотоциклах практически всегда является признаком серьезного износа узла.

Бывает и другая картина — сцепление «ведет»: рычаг выжат до конца, а мотоцикл пытается ехать вперед. Передачи переключаются с трудом, а «нейтраль» поймать почти невозможно. В холодную по году это нормально; когда застывшее масло прогреется, все исправится. Но если мотоцикл провел зиму в «спячке», диски могут крепко «склеиться» между собой. Чтобы их разъединить, порой приходится проезжать несколько километров (желательно при этом поиграть «газом» и тормозом, выжав левый рычаг до упора). В особо тяжелых случаях диски схватывает так, что даже тронуться невозможно. Тогда работает следующая схема: два друга пихают ваш мотоцикл взад-вперед, а вы на правах хозяина восседаете на нем, нагружая заднее колесо и выжав рычаг сцепления. На третий- четвертый их диски обычно проворачиваются. Иначе придется узел разбирать.

Если сцепление стало «вести» в ходе эксплуатации, вновь обращаемся к регулировкам троса. Возможно, его свободный ход великоват. Уменьшите его, но помните, что небольшой люфт на конце рычага должен оставаться. Гидропривод также может стать проблемой, так как воздух в системе или надорванная манжета не дадут выжать сцепление до конца. Но если с тросом и гидравликой все хорошо, неисправность придется искать внутри.

На отечественных мотоциклах бывало, что неравномерно отрегулированные пружинки сцепления перекашивали пакет дисков и те продолжали тереться одной стороной, не давая полностью расцепиться приводу. Определить это несложно: смотрим, как ходят диски в корзине при нажатии на рычаг. Если неравномерно, вращаем один или нескольких винтов крепления пружин. В современных системах такое в принципе невозможно (винты затянуты до упора), и лишь крайне редко встречается искривление самих дисков.

Вскрывая картер силового агрегата для диагностики и ремонта (замены) сцепления нужно представлять, на что идешь. Во-первых, скорее всего (особенно на старом мотоцикле) понадобится новая прокладка крышки картера (старая расслаивается и рвется). Во-вторых, на некоторых мотоциклах для доступа «к телу» придется снимать приемную трубу глушителя (мешает вытащить крышку), а это не всегда легко и может привести к необходимости искать прокладку трубы, шпильки, гайки и т.п.. Проблема с неожиданно дефицитными запчастями касается и крепежа крышки — на некоторых мотоциклах винты одноразовые. В-третьих, если сцепление буксовало, промывка мотора и замена масла с фильтром — обязательная процедура. Наконец, понадобятся хороший инструмент и собственно комплект сцепления, желательно полный (фрикционы, стальные диски и пружины). Замечу, полевой ремонт предполагает куда меньше условностей. Так, прокладку крышки можно вырезать из любого ровного материала подходящей толщины — от картона до линолеума, а временно поджать диски поможет установка шайб под просевшие пружины.

Вас это не останавливает? Тогда будем считать, что подготовка проведена: крышка сцепления снята, прокладка порвана, одноразовые винты аккуратно лежат, ожидая повторного использования. Ничего страшного, об этом мы будем волноваться после того, как отремонтируем само сцепление.

8. Снимаем крышку и внимательно осматриваем ее прокладку (как правило, ее приходится менять).

9. Отворачиваем крепеж прижимного диска корзины.
Осторожно, не потеряйте пружины. Проверяем, равной ли они
длины.

10. Снимаем прижимной диск, запоминаем особенности и расположение дисков в корзине (на фото самый дальний диск
отличается от остальных цветом).

11. Оцениваем износ. Диски лучше менять комплектом.

12. В продаже встречаютсчи отдельные комплекты
фрикционных дисков (на фото), и стальных (они живут
дольше), и пружин (экономична них порой приводит к быстрому выходу из строя нового комплекта дисков).

13. Перед сборкой полезно промыть узел универсальным
очистителем и протереть насухо. А вот «мокрые» фрикционные диски перед установкой нужно пропитать маслом.

14. На резьбу винтов прижимного диска (и крепления крышки) перед установкой наносим синий (слабой фиксации) резьбовой герметик.

15. Затягиваем винты равномерно, предписанным моментом.

16. Осталось установить детали выжима сцеплениях. Главное-крышка должна легко встать на место, нельзя осаживоть ее силой — так легко поломать зубья на валу привода сцеплениях Не беда, что рычаг не встанет в нужное положение, его несложно переставить на шлицах. А вал с парой выкрошенных зубьев можно временно использовать, просто повернув его на 180°.

Откручиваем винты (часто с внутренними шестигранниками), крепящие пружины сцепления и прижимной диск, но сами диски вынимать не торопимся. Необходимо отметить особенности расположения дисков в корзине. Многодисковые системы грешат повышенным шумом в момент полного выжима сцепления, и когда в КП включена «нейтраль». Шум создают венцы дисков, слег¬ка ударяющиеся о края прорезей в корзине сцепления. Снизить шум можно было бы, уменьшив зазор между венцами и корзиной, но тогда увеличивается риск подклинивания дисков при нагреве. Поэтому обычно один фрикционный диск, чаще верхний, ставят в специальные пазы, слегка меньшие по ширине. Этот диск практически не перемещается вдоль пазов и, соответственно, не клинит, но при этом, будучи прижат к остальным дискам, сдерживает их болтанку внутри корзины. Иногда для этой же цели делают на всех дисках один венец уже других, а на корзине более узкий паз. Бывает, что некоторые фрикционы имеют меньшую ширину рабочей поверхности или другие отличия. Всех не перечислить, и именно поэтому при первой разборке нового узла обратите внимание на нюансы. Вынув диски, легко определить, что с ними случилось. Фрикционы (те, что с бумажными, пластиковыми или пробковыми секторами по всей окружности) обычно коричневатого или зеленоватого цвета. Почернение и запах гари для них приговор. Такой же смертный, как для промежуточных металлических дисков деформация или окрас в цвета побежалости.

Износить сцепление, правильно управляя мотоциклом, довольно сложно. Как правило, на это уходит около 40 тыс. км. Но бывает и так, что изношенное сцепление гарью не пахнет. Просто общая толщина пакета дисков уменьшается, как и трение между ними. При больших пробегах мотоцикла изнашивается и сама корзина. На гранях ее продольных прорезей появляется выработка, затрудняющая движение дисков и плавный выжим сцепления. Неглубокую выработку можно аккуратно выровнять напильником, хотя, конечно, это крайняя мера и лучше поменять корзину на новую. (Для отворачивания гайки ее крепления достаточно включить в КП высшую передачу, ногой нажать на педаль тормоза, а рукой тянуть за ключ. При определенном навыке ни спецприспособления, ни даже помощник не нужны.)
Перед установкой новых дисков обязательно пропитайте их моторным маслом и внимательно следите за правильной последовательностью их установки в корзину. Очень важно не превысить момент затяжки винтов, стягивающих пружины сцепления. Он небольшой, и резьбу в дюралевом барабане легко сорвать.

ДЛИТЕЛЬНАЯ ЕЗДА С СИЛЬНО БУКСУЮЩИМ СЦЕПЛЕНИЕМ МОЖЕТ УБИТЬ ДВИГАТЕЛЬ ВАШЕГО МОТОЦИКЛА: ЧАСТИЦЫ СГОРЕВШИХ ФРИКЦИОННЫХ ДИСКОВ НЕМИНУЕМО ПОПАДУТ В МАСЛО, А ВМЕСТЕ С НИМ В ПРЕЦИЗИОННЫЕ СОЧЛЕНЕНИЯ ВКЛАДЫШЕЙ,
ШАТУНОВ, ПОРШНЕЙ

Пружины — еще один важный элемент узла. Для дорожных мотоциклов применяют не слишком жесткие пружины, чтобы рука не уставала при частых выжимах сцепления. Но если вы используете мотоцикл для гонок, лучше поставить пожестче. Ведь сцепление будет активно работать лишь один раз — во время старта. Кстати, гоночные комплекты сцепления выдерживают только два быстрых старта подряд. Что уж говорить об обычных, дорожных. Помните об этом, если решите поучаствовать в уличном драгрейсинге.

Все сказанное выше относится к наиболее распространенному на мотоциклах типу сцепления — многодисковому, в масляной ванне.

Но бывают и другие. Ducati, например, славится многодисковым «сухим» сцеплением. Очень шумное, оно, тем не менее, создает меньшее сопротивления вращению.

BMW испокон веков использует на своих «оппозитах» удобное, с точки зрения компоновки, сухое однодисковое сцепление автомобильного типа. Сухое сцепление не любит долгих пробуксовок и с этой точки зрения уступает «мокрому». Но у него есть и серьезный плюс — ему абсолютно все равно, какое масло залито в двигатель. Именно поэтому не рекомендуется в мотоциклы с обычным (мокрым) сцеплением заливать автомобильные масла с антифрикционными присадками, а также любые модификаторы трения и прочие автомобильные БАДы. Пробуксовка не заставит себя ждать.
Напоследок совет начинающим мотоциклистам: не жалейте времени на тренировку умений работы с рычагом сцепления. Это жизненно важный орган управления. Вам необходимо в совершенстве владеть навыком плавного старта и уметь быстро стартовать, уметь разворачиваться на ограниченном пространстве и переключать передачи «вниз» при экстренном торможении. Без этого невозможно качественно управлять мотоциклом и получать от езды настоящее удовольствие.

По материалам Журнал МОТО 2011 г. №5.

Сцепление - механизм кратковременного разъединения вала двигателя и механизмов трансмиссии (коробки переключения передач), предназначенный для плавного начала движения транспортного средства с места и бесшумного для переключения передач. Сцепление состоит из одного или нескольких фрикционных дисков, прижимаемых к ведущему диску двигателя (маховику) пружинами. В рабочем состоянии фрикционные диски, покрытые абразивным материалом, прижаты к маховику и передают крутящий момент от коленчатого вала двигателя на ведомый диск, насаженный через шлицевое соединение на вал. Вращение передается благодаря силам трения. Как только водитель нажимает на педаль сцепления, выжимная муфта отводит фрикционный диск (или пакет дисков) от маховика, преодолевая сопротивление пружин. Сила трения уменьшается, фрикционные диски начинают проскальзывать, замедляют или прекращают вращение, двигатель отсоединяется от узлов трансмиссии. В результате при работающем двигателе крутящий момент на ведущие колеса не передается. Это позволяет замедлить движение автомобиля, разгрузить валы для бесшумного переключения передачи, либо остановить транспортное средство без остановки двигателя.
Механизм выключения сцепления состоит из выжимного подшипника, приводного механизма (механического тросового или гидравлического), педали сцепления. Фрикционные диски (или ведомый диск, если речь идет о наиболее распространенном двухдисковом сцеплении) покрыты накладками из материала на основе асбеста. В последнее время в сцеплении применяют новые материалы, не содержащие асбеста, что увеличивает долговечность сцепления в целом. В центральной части ведомого диска расположены выжимные рычаги или лепестковые элементы, на которые воздействует выжимной подшипник. В свою очередь подшипник перемещается по направляющей вала вилкой выключения сцепления, связанной с педалью сцепления тросовым или гидравлическим приводом. В ведомый диск встраивают демпферные пружины, компенсирующие колебания частоты вращения и улучшающие равномерность вращения вала, что положительно сказывается на плавности хода автомобиля и долговечности коробки переключения передач.

Разновидности сцепления

Механизмы сцепления, применяемые в автомобилях и мотоциклах разделяют по способу передачи крутящего момента на узлы трансмиссии (на) на механические, гидравлические и электромагнитные. Наибольшее распространение получили механические сцепления, которые в свою очередь, подразделяются на:
1. На сухие и «мокрые», работающие в маслянной ванне. Первые используются в автомобилях, вторые - в мотоциклах. «Мокрое» сцепление позволяет уменьшить диаметр ведущего и ведомого дисков, увеличить срок службы сцепления и улучшить охлаждение механизма.
2. По способу передачи крутящего момента - постоянного и непостоянного действия. Сцепление постоянного действия устанавливается в транспортные средства, непостоянного действия - в мощные станки и в механизмы (например, в экскаваторы и погрузчики), в которых передача крутящего момента необходима лишь в кратковременном режиме.

3. По количеству дисков механизмы сцепления подразделяются на однодисковые (пара ведущий и ведомый диск), двухдисковые (с промежуточным ведомым диском) и многодисковые. Однодисковое сцепление применяется в легковых и грузовых автомобилях. Двухдисковое - в грузовиках большой грузоподъемности, специализированных машинах, тракторах.

Многодисковое сцепление применяется в механизмах «мокрого» типа в мотоциклах.

4. По расположению и количеству нажимных пружин сцепления - на механизмы с набором пружин, расположенных равномерно по поверхности диска (на грузовых автомобилях), и на сцепление с единственной центральной диафрагменной пружиной (на легковых автомобилях).
5. По способу приведения механизма сцепления в действие - с механическим, гидравлическим, электрическим и гидромеханическим управлением. Механический привод вышел из употребления. Наиболее распространенным видом на данный момент является сцепление с гидравлическим приводом.

Фрикционные материалы

В сцеплениях любого типа характеристики материала, из которого изготовлены накладки на диски сцепления, определяют плавность срабатывания механизма сцепления и его долговечность. Долгое время в сцеплении использовались накладки на основе асбеста. Высокая термостойкость асбеста устраняли проблему перегрева сцепления при частом использовании. А волокнистая структура материала обеспечивала плавность момента срабатывания.
В современных механизмах сцепления применяются композитные материалы, обладающие улучшенными по сравнению с асбестом характеристиками. Но в случаях, когда требуется передать на узлы трансмиссии крутящий момент очень большой величины, фрикционные материалы оказываются непригодными. Поэтому в гоночных автомобилях и в сверхтяжелой технике (грузовиках, тягачах) применяют керамические фрикционные накладки. Они обладают очень высокой износостойкостью, нечувствительны к перегреву, но не обеспечивают плавной передачи крутящего момента на. Сцепление с керамическими ведомыми дисками относят к механизмам жесткого срабатывания.

Сцепление в автоматических трансмиссиях

В транспортных средствах с автоматическими коробками передач и с вариаторами сцепление не используется. В автомобилях с А вместо него используется гидромуфта (по сути, сцепление непостоянного действия). А в вариаторных транспортных средствах - на скутерах, легких мотоциклах, автомобилях с вариаторной трансмиссией - необходимости в сцеплении не возникает.
Классический механизм сцепления применяется в автомобилях с автоматизированной механической коробкой передач. В этих машинах выжим сцепления и переключение передач механической осуществляется сервоприводами по командам электронной системы управления. Причем, существуют трансмиссии с двумя сцеплениями, работающими по очереди - одно передает крутящий момент на ведущие колеса через сцепленную пару шестерен, второе в этот момент разъединяет вал двигателя от второй пары шестерен для плавного включения следующей передачи.
Полуавтоматом выключения сцепления оснащаются автомобили с частичной автоматизацией переключения и большинство современных мотоциклов со сцеплением мокрого типа. Когда водитель мотоцикла прикасается к рычагу переключения передач, усилие передается на механизм выжима сцепления. Это позволяет переключать передачи без выжима сцепления рычагом на руле, а в большинстве случаев и плавно тронуться с места, осторожно отпуская ножной рычаг переключения. На автомобилях с полуавтоматической трансмиссией привод механизма выжима сцепления соединен с рукояткой.

Максимальное использование мощности современного двигателя в условиях соревнований эндуро предъявляет соответствующие требования к конструкции трансмиссии мотоцикла. Основным требованием к ней является надежность и устойчивость к перегрузкам. Опыт показывает, что большинство поломок относится именно к трансмиссии. При этом чаще всего выходят из строя сцепление и задняя цепь, что и для опытного гонщика обычно равноценно сходу с соревнований.

Идеал и действительность

Идеалом, или лучше сказать, воплощением самых смелых желаний гонщика, можно считать такую трансмиссию, при которой возможна длительная работа двигателя с оптимальной частотой вращения и автоматическим плавным переключением передач в соответствии с изменением нагрузки на мотоцикл.

При такой системе намного легче стало бы управление мотоциклом, в особенности на пересеченной местности, исчезла бы неприятная смена нагрузок при преодолении препятствий и лучше использовалась мощность двигателя при максимальной безопасности его эксплуатации без риска повышения частоты его вращения до максимальной. За такую конструкцию гонщик готов заплатить повышением массы и даже некоторым снижением КПД.

Отвечать этим требованиям, видимо, смогут в будущем гидростатическая и электрическая передачи. При гидростатической передаче двигатель должен вращать насос, подающий гидравлическую жидкость под давлением к турбине в заднем колесе или же к какому-либо другому его приводу.

Фантазия изобретателей идет еще дальше: две турбины могли бы приводить оба колеса мотоцикла с заданным распределением мощности между ними. Основным препятствием для осуществления подобных идей является низкий КПД гидростатических приводов, который составляет примерно 0,5.

Электрические приводы нашли применение на железнодорожных локомотивах. При этом двигатель внутреннего сгорания вращает генератор постоянного тока, напряжение от которого поступает на тяговый электродвигатель. Большая масса такой трансмиссии исключает ее использование на мотоциклах.

Наиболее полно отвечают требованиям, предъявляемым к мотоциклам эндуро, коробки передач с автоматическими муфтами, позволяющими плавно изменять передаточное отношение. Чаще всего используются муфты двух типов — гидравлические и механические.

Основным элементом гидравлической муфты является гидротрансформатор, состоящий из насосного кольцеобразного колеса большого диаметра, приводимого во вращение двигателем, а также реакторного и турбинного колес. Этот гидротрансформатор выполняет функции автоматической муфты, сглаживающей рывки на ее входе и обеспечивающей передаточное отношение в пределах от 1:1 до 1:2. В комбинации с автоматической двух- или трехступенчатой коробкой передач здесь можно получить плавное переключение скоростей без участия мотоциклиста. На разработку таких гидравлических систем уже затрачены огромные средства. В США и других странах еще в 50-х годах ими начали оснащать легковые автомобили с большим рабочим объемом двигателя, а также грузовые и специальные автомобили. Недостатком гидравлических систем по сравнению с механическими является сложность всей трансмиссии и, соответственно, более высокая стоимость. Для небольших маломощных двигателей они неприемлемы из-за больших размеров и массы.

Знание основных законов механики позволяет легко определить, что передаваемый вращающий момент возрастает пропорционально третьей степени диаметра фрикционной или пятой степени гидравлической муфты.

Для автомобилей малого класса и двухколесных транспортных средств гидравлический трансформатор в автоматических трансмиссиях должен быть заменен менее совершенной центробежной фрикционной муфтой, связанной с передачей клиновым ремнем, так как фрикционные передачи с плавным изменением КПД не способны передавать требуемые вращающие моменты.

В мотоциклетной практике такая система хорошо зарекомендовала себя в мопедах и мотороллерах, где часто используются одноступенчатые передачи. Для более мощных мотоциклов эндуро нерационально использовать центробежную муфту из-за ее большой массы, малого ресурса и сложности ремонта в условиях соревнований.

Однако и передача клиновым ремнем здесь себя не оправдывает: хотя она и дает плавное изменение передаточного отношения, но диапазон передаточных чисел с ее помощью слишком мал. К тому же установка клиноременной передачи не всегда проста. Еще одним недостатком клиноременной передачи является низкая передаваемая мощность при значительных размерах шкивов и малая долговечность.

Ниже мы еще вернемся к вопросу применения фрикционных муфт зубчатых колес и столь нелюбимой спортсменами цепи.

Классическая схема трансмиссии

За семидесятилетнюю историю развития мотоциклов для международных шестидневных соревнований эндуро практически не менялась конструкция применяемой на них трансмиссии. Как и прежде, классическая трансмиссия состоит из первичной передачи, фрикционной муфты, многоскоростной механической коробки передач и вторичной передачи.

Некоторые отклонения от этой схемы, появлявшиеся в прошедшие десятилетия и не оправдавшие себя, лишь подтверждают ее жизнеспособность. Одним из таких отклонений был сначала прямой, а позднее карданный вал для привода заднего колеса. Но он был чересчур жестким и не позволял легко изменять передаточное отношение всей передачи. Не решили проблему и бесступенчатые ременные передачи, применявшиеся на американских мотоциклах «Рокон». Они отличались значительными размерами, низким КПД и были малонадежны.

Оригинальный, однако не совсем удобный способ пуска с помощью рукоятки и троса был применен в спортивном мотоцикле «Рокон»

Применялась также и впоследствии забытая автоматическая коробка передач. Она не получила распространения из-за сложности конструкции и неудобств, создаваемых гонщику.

Упругая первичная цепная передача

Как и соединение коленчатого вала со ступенчатой коробкой передач, первичная передача с помощью цепи представляет собой современный элемент конструкции мотоциклов для соревнований эндуро.

Преимуществом этой передачи по сравнению с зубчатой является ее большая упругость: она не требует специального амортизатора, необходимого при передаче вращающего момента зубчатыми колесами. Другим преимуществом цепной передачи, которое при современном уровне техники не столь существенно, можно считать более низкие требования к точности изготовления. Малошумная цепная передача способна обеспечить передачу мощности при значительном расстоянии между валами.

В современных мотоциклах первичная цепная передача устанавливается в масляной ванне.

Недостатками первичной цепной передачи являются невозможность получения высокой частоты вращения, малый срок службы и невысокий КПД. Нередко считают, что цепная передача малонадежна, но это несправедливо и объясняется ее неправильной эксплуатацией при высоких частотах вращения.

Нагрузки, которые испытывает цепная передача, складываются из нагрузок, обусловленных вращающим моментом, и нагрузок, вызванных центробежными силами, пропорциональными второй степени частоты вращения. Если разогнать двигатель до максимальной частоты вращения, например с 8000 до 10000 об/мин, получив наибольший крутящий момент, то доля значительно выросших нагрузок, вызванных центробежными силами, составит более 56%, и первоначально безопасная цепная передача становится ненадежной. Исходя из этих соображений, первичные цепные передачи не следует устанавливать на мотоциклах низких классов с высокобортными двигателями, предназначенных для соревнований эндуро.

Для первичных цепных передач в мотоциклах средних и высших классов используются простые или реже двойные роликовые цепи. Специальные бесшумные цепные передачи HY=VO, часто применяемые на дорожных мотоциклах высшего класса, в условиях соревнований эндуро малопригодны из-за высоких частот вращения. Иногда составной частью конструкции первичного привода является упругий натяжной замок цепи, но для спортивных мотоциклов он используется в исключительных случаях, так как даже частично растянутая цепь должна быть заменена.

Шум зубчатых колес

Первичная передача зубчатым редуктором, используемая в шоссейно-гоночных мотоциклах и для максимальных частот вращения, кроме отсутствия упругости имеет и другие недостатки, в частности сильный шум при работе. Из различных способов уменьшения шума зубчатых колес наиболее надежным считается жесткая установка обоих колес, тщательная шлифовка боковых поверхностей зубьев, увеличение числа зубьев и использование косозубого зацепления.

Для спортивных мотоциклов осуществима только жесткая посадка валов.

Точная шлифовка удорожает изготовление зубчатых колес и зачастую снижает поверхностную твердость зубьев, а вместе с этим и срок службы колес. Увеличение числа зубьев означает уменьшение уверенности в качестве зубьев, что еще больше повышает требования к уменьшению величины угла зацепления.

Изменение методики измерения шума, рекомендованной ФИМ, повлияло на конструкцию первичного привода мотоциклов для соревнований эндуро. Модуль зубьев подбирают прежде всего с учетом условий их прочности и только потом по уровню создаваемого ими шума. Это относится и к углу зацепления.

Точность обработки поверхности зубьев требует особого внимания. До некоторой степени это касается угла наклона линии зуба: в современных мотоциклах используются обычные зубчатые колеса с прямыми или косыми зубьями. При косозубом зацеплении создаются нежелательные боковые нагрузки на коленчатый вал и ведомый вал коробки передач.

При использовании косозубых колес угол наклона линии зуба нельзя назначать произвольно. Для мотоциклов эндуро его стараются выбрать меньшим, чтобы коэффициент перекрытия с учетом ширины колес был равен 2 или 3. Параметры зацепления рассчитывают в соответствии с данными, приведенными в специальных справочниках по расчету зубчатых колес. В зубчатых колесах с косыми зубьями длина линии зацепления увеличивается пропорционально ширине колеса и тангенсу угла наклона зуба. Из опыта использования бесшумных передач в дорожных мотоциклах известно, что первичный привод зубчатыми колесами более шумен, если во время вращения колес число входящих в зацепление зубьев изменяется.

Материалом для зубчатых колес обычно служит термообработанная цементированная сталь. Однако большие колеса, устанавливаемые в коробке передач, после закалки иногда испытывают деформации. Особенно ненадежны в этом отношении колеса, образующие одновременно барабан сцепления, работающий в масляной ванне. В этом случае цементированную сталь заменяют высоколегированной, закаленной на воздухе. Эта сталь имеет значительно меньшую поверхностную твердость, однако ее тепловая деформация меньше.

Для длительной и бесшумной работы первичной передачи, как зубчатой, так и цепной, необходима ее защита от грязи и обеспечение постоянной смазки. Чтобы добиться повышения КПД и долговечности, рационально подавать смазочный материал непосредственно на зацепляющиеся зубья, однако на практике для мотоциклов эндуро чаще применяется смазка разбрызгиванием. Уровень масла следует выбирать возможно более низким, так как высокий уровень означает повышение сопротивления колесу и, следовательно, его повышенный нагрев.

Передаточное отношение первичной передачи, определяемое отношением числа зубьев зубчатого колеса со стороны сцепления к числу зубьев колеса на коленчатом валу и выбираемое в зависимости от скоростной характеристики двигателя, параметров коробки передач и вторичного привода, для мотоциклов эндуро колеблется от 2,8:1 (у мотоциклов класса 80 см3) до 2,1:1 (у мотоциклов с четырехтактным двигателем класса более 500 см3).

Изменение этого отношения позволяет, о чем часто забывают, изменять требуемые размеры сцепления и коробки передач. При уменьшении передаточного отношения первичного привода и выборе соответствующей конструкции вторичного привода можно облегчить коробку передач. Но при этом затрудняется переключение передачи и увеличивается частота вращения передаточных колес.

Сцепление

В мотоциклах для соревнований эндуро используют сцепление как «сухого», так и «мокрого» типа. Раньше для спортивных мотоциклов чаще использовали «мокрое», то есть работающее в масле, сцепление. Для этого было несколько причин.

Прежде всего сцепление «сухого» типа необходимо надежно защищать от любой грязи. Во-вторых, все элементы сцепления «мокрого» типа защищены маслом от коррозии. В-третьих, здесь отсутствует необходимость уплотнения муфты и отделения ее от первичной передачи. При этом главная передача может быть выполнена более компактной. Четвертое преимущество «мокрого» способа сцепления гонщики объясняют следующим образом: так как его диски работают, постоянно находясь в масляной среде, нет опасности внезапного снижения коэффициента трения и вследствие этого проскальзывания дисков, которое обычно возникает при попадании масла в сцепление «сухого» типа.

Однако сейчас все больше преобладает другое мнение. «Сухое» сцепление, отличающееся значительно большим коэффициентом трения, обеспечит требуемый вращающий момент при меньших габаритах и меньшей силе сжатия дисков. Это облегчает управление сцеплением. К тому же «сухое» сцепление легче выключается, так как диски здесь не покрыты маслом. Уплотнение сцепления обеспечивается за счет его тщательного изготовления. «Сухое» сцепление лучше отвечает жестким требованиям шестидневных соревнований эндуро благодаря легкости замены дисков, а при необходимости и пружин. И, наконец, к преимуществам «сухого» сцепления следует отнести также возможность его исполнения отдельно от двигателя и коробки передач. Благодаря этому частички, образующиеся в результате износа фрикционных накладок дисков сцепления, не попадают в коробку передач или же в масло, циркулирующее в двигателе, если используется общая система смазки, как в четырехтактных двигателях.

Сцепление должно быть рассчитано на передачу вращающего момента, превышающего максимальный вращающий момент двигателя по коэффициенту запаса прочности, который, с другой стороны, не должен превышать 1,15—1,3. Даже правильно рассчитанное и отрегулированное сцепление кратковременно проскальзывает при экстремальных нагрузках, например при резком переключении либо при приземлении после прыжка мотоцикла. Вследствие этого оно защищает всю передачу от поломки.

В этом отношении представляет интерес конструкция сцепления на некоторых мотоциклах «Хонда».

Схема комбинированного сцепления мотоцикла «Хонда». При работе двигателя (А) механизм свободного хода заблокирован. При торможении двигателем (Б) этот механизм свободно проворачивается и вводит в зацепление только половину дисков

В этом шестидисковом сцеплении три диска установлены обычным способом, а три других — на механизме свободного хода. При включении двигателя работают все шесть дисков, при торможении двигателем и при обратном вращающем моменте в зацепление входят лишь три диска.

На мотоциклах для соревнований эндуро сцепление закреплено на ведущем валу коробки передач, установка сцепления на коленчатом валу себя не оправдала.

Дальнейшее усовершенствование сцепления идет в направлении поиска новых материалов для фрикционных дисков. Так, для дисков стали использовать разновидность асбеста, отличающуюся меньшим износом, большей прочностью. Она пригодна для изготовления как «сухого», так и «мокрого» сцепления. Кроме того, диски сцепления, работающие в масле, стали изготовлять из твердого картона. В паре со стальным диском диск с такой фрикционной накладкой при работе в масле позволяет повысить коэффициент трения до 0,11 — 0,13, в то время как для асбестовых дисков в аналогичных условиях коэффициент трения составляет 0,07—0,09.

Корпус всех современных дисковых сцеплений выполнен в виде зубчатого колеса с большим числом зубьев. Стальные диски остались неизменными в течение десятилетий, так как ослабление дисков ведет к их деформации и в результате к выходу из строя всего сцепления.

В современных сцеплениях устанавливается от четырех до шести дисков, очень редко в «мокрых» сцеплениях — восемь. Передаваемый вращающий момент пропорционален площади фрикционных поверхностей. Однако переключение многодискового сцепления обычно затруднено. Качество работы сцепления влияет на работу всей трансмиссии. Взаимное расположение ведущих и ведомых элементов сцепления должно исключать возможность его разбалтывания и выключения. Современные сцепления могут быть значительно улучшены за счет принудительного раздвигания дисков при выключении. В этом случае сцепление не выключается при случайном нажатии рычага сцепления, а только при перемещении всего барабана сцепления, при этом боковые диски выходят из зацепления.

Важным элементом современного сцепления является устройство, которое позволяет выключать его на длительное время, что особенно важно для мотоциклов эндуро, например при толкании мотоцикла. Сейчас эта задача решается установкой легкого аксиального подшипника на рычаг сцепления. При этом в случае «сухого» сцепления он должен иметь достаточную смазку.

Пружины сцепления работают надежно, если для них предусмотрено достаточно места. Нагрузки на пружину не должны превышать расчетных значений. Недопустимы длительные деформации пружин с последующим резким снятием нагрузки, что вызывает проскальзывание сцепления. Иногда надежность сцепления можно повысить за счет материала пружин, но диски при длительном проскальзывании прежде всего из-за повышения температуры выходят из строя.

Многоступенчатые коробки передач

Число ступеней коробки передач для мотоциклов эндуро до сих пор не ограничено правилами ФИМ, как, например, в шоссейно-гоночных мотоциклах. Как с учетом оптимального использования мощности двигателя, так и с точки зрения гонщика более предпочтительна ступенчатая коробка передач. Интервал передаточных отношений коробки передач, то есть соотношение передаточных отношений на первой и высшей передачах, в мотоциклах эндуро является самым высоким по сравнению с другими спортивными мотоциклами. Первая передача здесь обеспечивает такую малую скорость, которая позволяет как можно быстрее выбираться из затора. Такая скорость нужна на экстремально тяжелых участках трассы, когда гонщик вынужден толкать мотоцикл с работающим двигателем, не отключая сцепление. Высшая передача, наоборот, должна обеспечить максимальную скорость на ровных участках трассы.

Разница между соседними ступенями коробки передач должна быть относительно невелика, примерно такой же, как у шоссейно-гоночных или кроссовых мотоциклов. Это дает возможность полнее использовать мощности двигателя при езде по пересеченной местности, а также на последнем в соревнованиях скоростном гоночном круге и при соревнованиях на ускорение.

В соответствии с этими требованиями коробка передач, как правило, имеет восемь (для наиболее мощных) и даже десять ступеней (для маломощных мотоциклов эндуро).

Практическое решение является, как всегда, компромиссным между требованиями гонщиков и возможностями реальных коробок передач. Многолетний опыт эксплуатации спортивных мотоциклов однозначно привел к идее использования двухвальной коробки передач как единственно отвечающей требованиям, предъявляемым к мотоциклам эндуро. Трехвальные и особенно синхронные многовальные коробки передач либо комбинации двух коробок передач влекут за собой повышение нагрузок на переключающие элементы, а также значительно усложняют конструкцию, снижая ее надежность.

Комбинация двухступенчатой первичной передачи с обычной трех-пятиступенчатой коробкой передач не оправдывает себя из-за конструктивных трудностей и сложности переключающего устройства. Разность передаточных отношений первичного привода из конструктивных соображений не может быть велика, поэтому приходится мириться с невыгодным перекрытием некоторых ступеней передачи.

Оптимальным числом ступеней для коробок передач с классическим переключением вилкой и торцовыми кулачками принято считать от четырех до шести. Для седьмой ступени необходимо удлинение валов, что, если не принимать специальных мер для предотвращения чрезмерного прогиба, требует значительного увеличения их диаметра. Это сразу же скажется на габаритах и массе всей коробки передач.

В последнее время для абсолютного большинства мотоциклов эндуро применяются пяти- и шестиступенчатые двухвальные коробки передач. Исключением являются мотоциклы класса 80 см3 с семи- или восьмиступенчатой коробкой передач, переключение ступеней в которой производится шпонкой, скользящей в полом валу.

Выбор числа ступеней трансмиссии

Уменьшение количества ступеней по сравнению с оптимальным ведет к сужению диапазона передаточных отношений коробки передач, а именно: к увеличению скорости на низшей и уменьшению скорости на высшей ступенях. Кроме того, увеличивается разность передаточных отношений соседних ступеней.

Качество ступенчатой передачи контролируется с помощью диаграммы пилообразной формы, которая отражает зависимость скорости мотоцикла от частоты вращения двигателя на каждой из ступеней коробки передач. На этой диаграмме четко виден спад частоты вращения при переходе на более высокую ступень. По кривой мощности легко определить и соответствующее падение мощности.

Еще более наглядной является диаграмма зависимости тягового усилия заднего колеса или диаграмма мощности в зависимости от скорости также на различных ступенях коробки передач. Построение этих диаграмм довольно трудоемко, так как для этого необходимо определить или знать целый ряд характеристик. Но они, как правило, позволяют выявить недостатки в рассчитанной последовательности ступеней передач.

В заключение хотелось бы сказать, что ценность данных, полученных теоретически, не может быть переоценена. В отличие от испытаний здесь рассматривается установившийся режим работы двигателя на полной мощности при определенных частотах вращения (без влияния инерционных сил при ускорении и без учета важных переходных процессов при регулировке карбюратора).

Как и для двигателя, параметры коробки передач необходимо проверять на практике.

Валы и зубчатые колеса

Эти детали изготовляют из высоколегированной стали. Их поверхность в зависимости от размеров зубьев упрочняется цементированием на глубину 0,3—0,5 мм. Для этой же цели они подвергаются термообработке, после которой производится тонкая шлифовка отверстий и некоторых поверхностей, а также окончательный контроль. Без преувеличения можно сказать, что за последние 50 лет ни состав применяемых в мотоциклостроении цементированных сталей, ни способы термообработки практически не изменились. Следовательно, остались почти неизменными и прочностные характеристики.

Однако конструкция коробок передач была значительно усовершенствована. Оба вала рассчитываются для обеспечения конструктивной жесткости с учетом последних достижений теории прочности. При этом на валах стараются избежать проточек, канавок, острых кромок. Теперь не применяют смазочные винтовые дорожки, часто приводившие к поломкам.

Хотя представления о конструкции оптимальной коробки передач и изменились, неизменным осталось стремление к снижению ее внешних размеров и массы при достаточной надежности. Однако современная коробка передач должна все же иметь достаточно большой внутренний объем для размещения в ней зубчатых колес большого диаметра. Такие колеса позволяют увеличить число зубьев и получить более благоприятные характеристики их обкатывания. Кроме того, благодаря меньшей нагрузке на зубья колеса могут быть более узкими. Стремление к сужению коробки передач, наблюдаемое в последнее время, объясняется меньшей длиной валов, что дает возможность уменьшить их диаметр, не опасаясь чрезмерного прогиба. Общая масса коробки передач при этом значительно снижается.

Для установки зубчатых колес применяют их напрессовку на гладкую цилиндрическую поверхность вала, а также скользящую посадку на гладкий вал со шлицами. Последнему способу, сохраняющему свободное вращение колеса на валу, отдают предпочтение. В мотоциклах для соревнований эндуро пока не нашли применения колеса с омедненным отверстием, полученным развертыванием, или с запрессованной бронзовой втулкой. Зато в настоящее время часто используются колеса, закрепленные на плавающей втулке. Для этого устанавливают игольчатые подшипники с сепаратором, часто разборные для удобства монтажа. Возможно также использование игольчатых подшипников без сепараторов.

Отдельные колеса переключаются с помощью торцовых кулачков взаимодействующих с кулачками колес своей или соседней ступени. Число кулачков обычно нечетное — три или пять. Их выполняют фрезерованием, боковые поверхности шлифуют, верхние кромки притупляют.

Правильное плавное переключение достигается высокой точностью изготовления с соответствующей термообработкой.

Важным параметром, о котором иногда забывают, является зазор между торцовыми кулачками двух входящих в зацепление колес. При малом угловом зазоре переключение затруднено, при большом происходит удар, сотрясающий всю трансмиссию при каждом уменьшении или увеличении газа. Обычно величина углового зазора лежит в пределах 10—15°.

Вопросы, касающиеся модуля и профиля зубьев, выходят за рамки этой книги. Однако можно напомнить основные положения, которых придерживаются при выборе зубчатых колес коробок передач для мотоциклов эндуро: первое — минимальное число зубьев равно 11; второе — наименьший модуль равен 2 мм; третье — рекомендуемый угол зацепления составляет 20°; четвертое — минимальная ширина головки зуба на окружности вершин составляет 0,5 мм; пятое — минимальный радиус закругления зуба у основания 0,2 мм; шестое все допуски — положительные.

Переключающие механизмы

Переключающие механизмы для мотоциклов эндуро в общем достаточно простые, без особых требований к конструкции и технологии их изготовления. Однако даже самая малая поломка, например, пружины, из-за невозможности ремонта или замены в условиях соревнований обычно означает неизбежное поражение. Таким образом, неисправность переключающего механизма может вывести из строя всю трансмиссию.

Поскольку переключение скользящей шпонкой часто отказывает, на мотоциклах эндуро используют в основном вращающуюся цилиндрическую или дисковую, а также перемещающуюся возвратно-поступательно плоскую кулису. Так как у наиболее широко применяемых сейчас шестиступенчатых коробок передач ход кулисы относительно велик, наибольшее распространение нашли цилиндрические вращающиеся кулисы.

Основным требованием к вилке механизма переключения является ее устойчивость к деформации. Важное значение имеет легкость хода вилки по валику и тщательность монтажа. При нейтральном положении и переключении ступеней передач аксиальное давление на вилку не должно вызывать местный нагрев, который может вызвать внезапную поломку.

Существует несколько вариантов переключающих механизмов, применяемых в мотоциклах эндуро. Все они хорошо зарекомендовал себя на практике. Очень важно при расчете автоматических переключающих механизмов добиваться как можно меньших нагрузок на возвратную пружину или пружины, а также обеспечить надежность упоров, не отказывающих даже при самом жестком переключении. Главными требованиями, касающимися эксплуатации переключающих механизмов, является легкость регулировки упоров и четкая фиксация передач.

В мотоциклах эндуро в последнее время автоматический переключающий механизм размещают под специальной крышкой на коробке передач, что позволяет быстро отрегулировать или отремонтировать этот механизм.

Другим современным элементом переключающего механизма является фиксация положения легко вращающегося желобчатого ролика большого диаметра, прижимаемого к проточке в переключающей кулисе, что значительно облегчает переключение.

Мотоциклы для соревнований эндуро должны выдерживать даже тяжелые падения без особых последствий. При этом важно, чтобы вал переключающего механизма был прочнее, чем его переключающий рычаг, так как поломка даже конца этого вала равносильна выходу гонщика из соревнований. В современных мотоциклах передняя часть переключающего рычага изогнута в направлении назад.

Автоматические коробки передач

Стремление к упрощению управления мотоциклом в сложных условиях пересеченной местности привело к изобретению автоматической коробки передач. Как уже сказано выше, для соревнований эндуро малопригодны бесступенчатые коробки передач. Автоматическая коробка позволяет переключать ее ступени без помощи гонщика.

Наиболее простым способом является использование нескольких центробежных муфт, первая из которых определяет передачу во время разгона при подаче газа. Следующие муфты последовательно включаются при увеличении скорости езды. Они вводят в действие более высокие ступени коробки передач, колеса низших ступеней вращаются вхолостую.

Преимуществом автоматических коробок передач является более быстрое переключение, недостатком — значительная сложность конструкции, высокие цена и масса. Кроме того, переключение осуществляется не всегда в точно необходимый момент.

Для мотоциклов эндуро разработаны эффективные фрикционные муфты для ручного переключения коробки передач, а также многоступенчатые коробки передач с ножным управлением, отвечающие современным требованиям.

Стартер

Еще одним элементом, имеющим исключительно важное значение для мотоциклов эндуро, является стартер. Его работа должна быть надежной не только в ответственный момент старта, но и при пуске двигателя, заглохшего, например, на тяжелой болотистой трассе. Применявшиеся прежде тросовые и электрические стартеры в настоящее время не используются. Пуск осуществляется ножным рычагом, вращающий момент которого через механизм свободного хода связан с коленчатым валом двигателя.

Наиболее важным параметром стартера является передаточное отношение между его валом и коленчатым валом. Выбор этого отношения сравнительно прост для мотоциклов с двигателями малого рабочего объема, которые легко прокручиваются как в холодном, так и в прогретом состояниях. В противоположность этому для мотоциклов с двигателями, имеющими рабочий объем 500 см3 и высокую степень сжатия, и особенно для мотоциклов с четырехтактными одноцилиндровыми двигателями с рабочим объемом более 500 см3 проблема пуска более сложна. Если передаточное отношение невысоко, то при полном повороте рычага стартера двигатель проворачивается только на один ход сжатия, что, конечно, недостаточно для его пуска. При более высоком передаточном отношении, наоборот, усталый гонщик может оказаться не в состоянии провернуть рычаг стартера. Наилучшим решением здесь оказалось сохранение относительно высокого передаточного отношения при использовании декомпрессора или при открывании выпускного клапана к моменту первого прокручивания.

Система пуска четырехтактного двигателя «Ямаха XT 550». Выпускной клапан автоматически открывается при начале движения пускового рычага управления

С целью повышения КПД для мотоциклов эндуро наиболее выгодной является пусковая система, работающая независимо от сцепления, а не привод пускового устройства через вал коробки передач. В первом случае пуск осуществляется быстрее и проще, без необходимости установки коробки передач в нейтральное положение. Кроме того, здесь исключена опасность чрезмерного повышения нагрузок и, как следствие, поломки зубьев коробки передач при старте.

Наибольшие недостатки пуска через свободно вращающееся колесо коробки передач и сцепление гонщик ощущает в самый ответственный момент: при пуске проскальзывает сцепление, и двигатель не проворачивается. Причем даже в том случае, когда во время езды сцепление не проявляло ни малейших признаков проскальзывания. Причина этого кроется в слишком высоком крутя щем моменте, передаваемом при пуске на сцепление, который превышает момент при нормальной работе двигателя. В таком случае необходимо быстро перевести двигатель в нормальный режим работы с помощью декомпрессора. Кроме того, здесь необходимо отрегулировать сцепление или выбрать иную систему пуска.

Вторичная передача

Самые большие неприятности для гонщика приносит вторичная цепь, которая требует постоянного ухода в ходе соревнований и часто выходит из строя. И все же вторичная цепная передача в условиях соревнований эндуро пока не имеет равноценной замены. Наибольшим преимуществом цепной передачи является возможность силовой связи довольно далеко удаленных друг от друга выходного вала коробки передач и заднего колеса при низкой массе, простоте и умеренной цене всех деталей.

Цепная передача обладает хорошей амортизационной способностью. Еще одним достоинством является простота смены передаточного отношения путем замены одной из звездочек, а также способность передавать вращающий момент даже при некоторых колебаниях расстояния между ведущей и ведомой звездочками, что имеет место в подвеске заднего колеса мотоцикла.

Кроме цепных на мотоциклах используются передачи и других типов.

Передачи с помощью зубчатых колес ставят лишь при малом межосевом расстоянии сопрягаемых колес, что возможно при двигателе, размещенном около заднего колеса. Такая компоновка используется в мотороллерах, но не может применяться на мотоциклах для соревнований эндуро.

Конструкция специального зубчатого ремня для привода заднего колеса: А — нейлоновое покрытие; Б — полиуретановая основа; В — силовой волокнистый слой из кевлара

Передачи плоским ремнем ушли безвозвратно в историю, а клиноременные передачи для увеличения передаваемой мощности должны иметь более высокую частоту вращения. Зубчатый ремень может заменить в некоторых случаях вторичную цепную передачу, но его использование в мотоциклах эндуро требует дальнейшей доработки.

Карданный вал является, без сомнения, важным элементом каждого дорожного мотоцикла с двигателем большого рабочего объема, однако для кроссовых мотоциклов неприемлемы его большая жесткость и масса. Кроме того, в ходе соревнований эндуро очень трудно оперативно изменять передаточное число карданной передачи и ремонтировать ее. Как результат на некоторых кроссовых мотоциклах с двигателем типа «боксер» карданная передача была заменена цепной.

Защитный кожух цепной передачи

Обычно для вторичной цепной передачи выбирают цепь с шагом 5/8" и шириной 1/4". На некоторых мотоциклах эндуро с двигателями малого рабочего объема используют цепь меньшего шага — 1/2", а в мотоциклах с четырехтактным двигателем — более широкие цепи (3/8"). Отличающиеся надежностью двухрядные цепи не используются из-за их большой ширины и массы.

Одним из самых важных элементов конструкции цепной передачи является ее защитный кожух. В практике спортивного мотоциклостроения применялись как цепные передачи без кожуха, так и с легким кожухом, защищающим от прямых брызг с колес, или с кожухом, полностью закрывающим передачу. Однако использование легкого, лишь частично защищающего цепь, кожуха нельзя считать удачным, так как иногда он полностью забивается грязью, что приводит к поломке передачи.

Наиболее подходящими для мотоциклов эндуро являются кожухи, со всех сторон закрывающие цепную передачу. При этом кожух задней цепи связан с коробкой передач двумя упругими профилированными трубками. Цепь движется в этих трубках, опираясь цилиндрическими валиками и внутренними поверхностями боковых пластин на продольные направляющие. Этот радикальный способ защиты цепи, запатентованный предприятием «МЦ Чопау» (ГДР), применяется на всех современных спортивных мотоциклах. Отдельные конструктивные различия касаются передней части кожуха, которая может быть отлита заодно с картером двигателя или представлять собой крышку с приливом для крепления упругих трубок. Возможны и другие конструкции.

Достоинства и недостатки закрытого кожуха для защиты цепной передачи очевидны и без дальнейших пояснений. Следует лишь отметить, что в настоящее время 10—30% скоростных мотоциклов для шестидневных соревнований имеют такие кожухи. По мнению автора, они должны стать неотъемлемой частью каждого мотоцикла эндуро.

Натяжные и направляющие устройства

Необходимым дополнительным устройством для некоторых вторичных цепных передач в мотоциклах эндуро является направляющая нижней ветви цепи, как правило, не ведущий. Эти направляющие обычно крепятся к маятниковой вилке и в большинстве случаев значительно влияют на габариты конструкции. Направляющая должна ограничивать боковые отклонения цепи, предотвращая ее сброс со звездочек, а в экстремальных условиях, когда нижняя ветвь цепи погружается в грязь и песок, предохранять ее от повреждений.

Другую проблему при использовании цепной передачи создает изменение натяжения цепи при ходах сжатия и отбоя задней подвески. Поэтому конструкторы стремятся разместить цапфу маятниковой вилки как можно ближе к оси задней звездочки. Кроме направляющей для свободной нижней ветви цепи предусматривается также натяжной ролик, закрепляемый обычно на коробке передач или на маятниковой вилке несущей ветви. Другой ролик предназначен для верхней ветви цепи. Ролики предотвращают чрезмерное провисание и набегание цепи на головки зубьев, что может привести к ее разрыву.

Последние статьи

Если рассматривать трансмиссию мотоцикла по порядку, то первой должна бы появиться статья о моторной передаче - первом звене трансмиссии. Но по разным причинам мы вынужденно изменили свой план. И начнем этот цикл со второго звена - сцепления .

Сцепление (рис. 1) обеспечивает передачу крутящего момента с большой зубчатки моторной передачи на первичный вал коробки передач, кратковременное разъединение и плавное соединение их между собой. На мотоциклах ИЖ применяется фрикционное многодисковое сцепление , работающее в масляной ванне. Рассмотрим работу сцепления на примере силового агрегата «ИЖ Планета».

Большая ведомая зубчатка моторной передачи сделана заодно с ведущим барабаном 8 сцепления (рис. 2). Ведущие пластмассовые диски 6 входят своими выступами в пазы большого барабана 8. Между ведущими дисками устанавливаются ведомые стальные 5, которые таким же способом соединены с малым, ведомым барабаном 7 сцепления, закрепленным на шлицах первичного вала коробки передач.

Пакет дисков в рабочем состоянии сжат пятью цилиндрическими пружинами 2, которые опираются на стаканчики 3, зафиксированные в наружном нажимном стальном диске 4. Усилие пружин можно изменять с помощью фасонных гаек 1: в процессе эксплуатации это приходится делать при замене пакета для равномерного перемещения его в пазах барабанов. Нормальное положение сцепления - постоянно замкнутое, диски плотно и с большим усилием прижаты друг к другу. Чтобы сцепление выключить, надо разъединить диски, отодвинуть их один от другого.

Это осуществляется механизмом выключения, смонтированным на правой крышке картера двигателя, и приводом. Рычаг выключения сцепления располагается на левой стороне руля. В нем закреплен трос 14. При нажатии на рычаг усилие через трос передается на червяк 13; последний поворачивается, перемещается по трехзаходной резьбе и нажимает на шарик 11, упорный стержень 10 и толкатель 9 и перемещает нажимной диск 4, преодолевая усилие пружин.

Диски сцепления при этом освобождаются от сжимающего их усилия и разъединяются, сцепление выключается. Стоит отпустить рычаг на руле - и механизм выключения возвращается в первоначальное положение под действием пружин 2 и 12. Нормальная работа механизма сцепления обеспечивается лишь в том случае, когда в приводе имеется достаточный зазор (свободный ход на рычаге выключения), а пружины поджаты так, что диски перемещаются без перекоса и на достаточное расстояние.

Ориентировочно можно считать усилие пружин нормальным, если гайки выступают над колпачками примерно на 4,5-5 мм. Зазор в механизме выключения сцепления, прежде всего, обеспечивается, регулировочным винтом 17. Вначале этот винт надо ввернуть до ощутимого упора (не допуская, однако, перемещения дисков), а затем отпустить на 1/2-3/4 оборота и законтрить гайкой 16. Затем регулировочным винтом на руле установить свободный ход троса сцепления: он на конце рычага должен составлять 5 мм.

Механизм выключения сцепления двигателя «ИЖ Юпитер» (рис. 3) существенно отличается от описанного выше прежде сего тем, что сблокирован с механизмом переключения передач. Это позволяет выключать сцепление как рычагом на руле, так и педалью, да и переключение передач происходит более плавно и быстро. Механизм выключения смонтирован также на правой крышке картера двигателя.

С рычагом на руле он, как и в предыдущем случае, связан тросовым приводом, работа которого не нуждается в пояснениях. Что касается полуавтоматического выключения сцепления, то о нем нужно поговорить подробнее. Педаль переключения передач закреплена на левом конце вала переключения; на правом конце этого вала 14 закреплен кулачок 15 автомата выключения сцепления.* Кулачок имеет сложную форму; в постоянном контакте с его рабочей поверхностью находится ролик, закрепленный на конце двуплечего рычага 19.

При нормальном положении рычага переключения ролик находится во впадине кулачка 15. Когда рычаг перемещается вниз или вверх (включается та или иная передача), кулачок 15 своим выступом набегает на ролик, через него нажимает на плечо рычага 19; второе плечо воздействует на толкатель 13, шарик 12 и упорный стержень 11 и перемещает нажимной диск 6. Пружины 2 при этом сжимаются и освобождают диски, сцепление выключается. Рабочая поверхность кулачка 15 выполнена так, что сцепление выключается раньше; чем включается та или иная передача; включается же оно только после того, как передача зафиксируется. За удобство надо платить - в данном случае более сложными регулировками.

Если в механизме выключения сцепления «ИЖ Планеты» требовалось отрегулировать только свободный ход рычага на руле, то на «Юпитере» нужно регулировать и свободный ход педали переключения. Причем тут важна еще и последовательность регулировок. Начните, как и в первом случае, с пружин сцепления. Они должны выступать над стаканчиками примерно на 3,5-4 мм и обеспечивать равномерное, без перекосов перемещение дисков при выключении сцепления. После этого винт 4 надо ввернуть в нажимной диск до ощутимого упора - и вывернуть на 1/4-1/2 оборота. Сразу это может не получиться, для страховки лучше проделать эту операцию несколько раз, чтобы быть абсолютно уверенным в результате. После чего законтрите винт 4 гайкой 5.

Только теперь можно регулировать свободный ход рычага на руле. Как и в предыдущем случае, он не должен превышать 5-8 мм на конце рычага. Если коробка передач работает идеально, автоматическое выключение сцепления очень удобно и заметно облегчает жизнь мотоциклиста: при обрыве троса сцепления порой удается довольно долго ездить, даже в условиях города, используя только ножное полуавтоматическое выключение. Правда, троганье с места и тут требует определенного навыка. Когда же коробка «дурит», а это, увы, встречается часто, лучше применять и ручное выключение сцепления - это только продлевает жизнь механизмов.

Появляющиеся в процессе эксплуатации нарушения в работе сцепления чаще всего связаны с естественным изменением зазоров в приводе или ослаблением крепления его деталей. Восстановить и то и другое нетрудно. Типичные неисправности сцепления сводятся, по существу, к двум: сцепление либо «ведет», либо «буксует». Первый термин означает, что диски не разъединяются полностью и передача крутящего момента в той или иной мере происходит все время.

Значит, кулачки шестерен в коробке передач постоянно прижаты друг к другу и их разъединение требует значительных усилий. Наиболее вероятная причина - перекос дисков; менее вероятная - большой зазор в приводе выключения. Сцепление «буксует», если пружины не создают нужного усилия или нет зазора в приводе выключения. И то и другое устраняется регулировками. Состав муфт сцепления и механизмов привода для разных моделей силовых агрегатов ИЖ, а также применяемость деталей указаны в таблице.

Рис. 1. Трансмиссия мотоциклов ИЖ: 1 - моторная передача; 2- сцепление; 3 - коробка передач; 4 - задняя передача.

Рис. 2. Двигатель «ИЖ Планета»: сцепление и механизм его выключения (поз. см. в таблице).

Рис. 3. Двигатель «ИЖ Юпитер»: сцепление и механизм выключения (поз. см. в таблице).

Состав муфт сцепления и механизмов выключения мотоциклов ИЖ