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 упругого 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 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 шток), 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.
У многих зарубежных моделей гидравлическое сопротивление амортизатора можно регулировать.
В однотрубных амортизаторах 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.
Телескопическая вилка 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.
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 бо льший диаметр, чем подвижные, называются перевернутыми. Такие вилки обладают бо льшей жесткостью, чем обычные, и получают все бо льшее 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 на 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. 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, сайлент-блоки или роликовые (игольчатые) подшипники. Материалом для маятника, служит сталь или алюминиевый сплав. Маятниковые подвески имеют два амортизатора или один (моноамортизатор). Последняя разновидность получила преимущественное распространение на зарубежных мотоциклах. Конструкция с моноамортизатором и системой рычагов позволяет придать подвеске прогрессивную характеристику.
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 на поперечных рычагах грузовых мотороллеров и ATV
У обычной цилиндрической пружины с постоянным шагом витков усилие сжатия пропорционально ее деформации и определяется коэффициентом жесткости. Такая пружина не обеспечивает чувствительность («мягкость») подвески при малом 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 используется система рычагов, лишена этого недостатка. Существует несколько схем моноподвески с прогрессивной характеристикой; из российских мотоциклов подобную подвеску устанавливают только на «Курьер».
Характеристики пружины
1 — линейная; 2 — прогрессивная; Р — сила, воздействующая на пружину; f — деформация пружины
Амортизаторы заднего колеса (два или один — моноамортизатор) имеют регулировку жесткости. Ее осуществляют поворотом специальной втулки (или вращением гайки), изменяя при этом степень предварительного поджатия пружины. Амортизаторы заднего колеса соединены с рамой через резинометаллические сайлент-блоки.
1 — упор, закрепленный на корпусе амортизатора; 2 — поворотная втулка (регулятор); 3 — нижняя опора пружины
Подвеску колеса бокового прицепа обычно выполняют маятниковой 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.
Тормоза служат для замедления движения мотоцикла или его остановки. У мотоциклов тормоза переднего и заднего колес приводятся в действие независимо друг от друга, соответственно рычагом у правой рукоятки руля и педалью под правой ногой. На мотоциклах с коляской тормоз колеса бокового прицепа приводится также педалью тормоза заднего ко
Расположение элементов тормозной системы мотоцикла
Тормоза (как передний, так и задний) бывают двух видов: барабанные и дисковые; последние практически вытеснили барабанные из-за их более высокой эффективности и быстроты срабатывания. Из отечественных мотоциклов дисковые тормоза имеют «Курьер», «Иж-Юнкер», «Урал-Соло Классик» и «Урал-Волк». Барабанные тормоза на зарубежных мотоциклах встречаются лишь на задних колесах у малодинамичных моделей.
Барабанный тормоз включает барабан, выполненный заодно со ступицей колеса, и расположенный внутри него опорный диск. На этом диске смонтированы две колодки в форме сегмента, диаметр наружной поверхности которых (с накладками из фрикционного материала) равен внутреннему диаметру барабана. Одной стороной каждая колодка опирается на упор, а другой — на разжимной кулачок; стянуты колодки пружиной (одной или двумя). Кулачок посредством оси, рычага и тяги (троса) связан с рычагом переднего тормоза на руле или с педалью заднего тормоза, на которые воздействует водитель. При повороте рычага, а вместе с ним и разжимного кулачка, колодки расходятся и прижимаются к барабану. Возникающие силы трения тормозят колесо. При снятии усилия колодки возвращаются в исходное положение благодаря пружинам.
Барабанные тормоза
а — однокулачковый; б — двухкулачковый; в — деталировка однокулачкового тормоза («Сова»); 1 — тормозной барабан; 2 — поворотный кулачок; 3 — пружина;
По количеству разжимных кулачков различают одно- и двухкулачковые тормоза. В последних каждая колодка приводится в действие отдельным кулачком, причем кулачки расположены с разных сторон колодок. За счет этого в двухкулачковых тормозах обе колодки являются «активными» — у них направление силы, прижимающей колодку, и направление вращения барабана совпадают. Поэтому такие тормоза более эффективны.
Привод барабанного тормоза переднего колеса осуществляется тросом, заднего — тросом или тягой (редко — посредством гидравлики). Привод тормоза тягой более надежен, однако он требует регулировки каждый раз после изменения положения колеса при натяжении цепи. О степени износа колодок барабанного тормоза можно судить по положению стрелки индикатора износа. Шкала индикатора выполняется на опорном диске тормоза, а стрелка закреплена на кулачке.
Индикатор износа барабанного тормоза
1 — зона допустимого износа; 2 — зона критического износа; 3 — стрелка (флажок); 4 — ось кулачка
В дисковом тормозе к ступице колеса крепится стальной диск (один или два), к которому прижимаются тормозные колодки с фрикционными накладками. Установка двух дисков на переднем колесе исключает возникновение скручивающего момента вилки, появляющегося при использовании одного диска. Тем не менее, на большинстве мотоциклов, в том числе и тяжелых, применяется только один тормозной диск.
Гидравлический привод дискового тормоза включает главный и рабочий тормозные цилиндры и шланг. Главный цилиндр переднего тормоза закреплен на правой стороне руля возле рычага тормоза, заднего — на раме возле педали. Внутри главного тормозного цилиндра расположен поршневой узел с уплотнениями, к верхней части цилиндра крепится бачок с тормозной жидкостью. Бачок главного цилиндра переднего тормоза герметично закрыт крышкой. Корпус и крышку уплотняет диафрагма; она также компенсирует изменение уровня жидкости при перемещении поршня. В корпусе главного тормозного цилиндра также установлен электрический выключатель сигнала торможения, включающий цепь лампочки в заднем фонаре, оповещающей о начале торможения.
Главный тормозной цилиндр гидравлического дискового тормоза («Иж-Юнкер»)
7 — главная манжета; 8 — возвратная пружина; 9 — кронштейн крепления к рулю; 10 — корпус цилиндра; 11 — штуцер тормозного шланга
При нажатии рычага тормоза он перемещает поршень в главном тормозном цилиндре. Поршень перекрывает отверстие, связывающее цилиндр с бачком, и начинает сжимать жидкость. Давление передается по тормозному шлангу к рабочему тормозному цилиндру, в котором поршень (поршни), расположенный в корпусе тормозной скобы, прижимает колодки к диску. Поршень в рабочем цилиндре уплотняется резиновым кольцом прямоугольного сечения. При перемещении поршня кольцо деформируется и после снятия усилия на рычаг тормоза возвращает поршень в исходное положение. По мере износа накладок тормозных колодок поршень, чтобы иметь возможность прижаться к тормозному диску, все больше и больше деформирует кольцо. В какой-то момент большая деформация станет невозможной, и поршень проскользнет относительно кольца, выбирая зазор между колодкой и диском. Таким образом обеспечивается самоподвод колодок при их износе.
Рабочий тормозной цилиндр с самоподводом колодок
а — при нажатии рычага (педали) тормоза; б — при отпускании рычага (педали) тормоза; 1 — рабочий цилиндр; 2 — уплотнение прямоугольного сечения; 3 — поршень; 4 — тормозная колодка
У мотоцикла «Курьер» применен механический привод переднего дискового тормоза. В рычаге на руле закреплена бобышка троса. Другой конец троса перемещает рычаг в корпусе рабочего тормоза, закрепленного на трубе вилки. Храповой механизм внутри корпуса обеспечивает самоподвод колодок, компенсируя их износ.
1 — тормозные колодки; 2 — направляющая колодок, закрепляемая на вилке; 3 — палец, по которому перемещается скоба; 4 — скоба с механизмом тормоза; 5 — упор троса; 6 — рычаг тормоза Дисковые тормоза с гидравлическим приводом бывают с «плавающим» диском и «плавающей» скобой. У последних («Курьер», «Иж-Юнкер», «Урал-Волк») скоба вместе с колодкой может перемещаться по двум направляющим относительно корпуса, закрепленного к подвижной трубе передней вилки. Тормозной диск в этой схеме жестко крепится к ступице колеса. Скоба вместе с колодкой, «плавая», занимает оптимальное положение, обеспечивая равномерный зазор между колодками и диском.
У некоторых зарубежных мотоциклов, наоборот, колодки со скобой жестко прикреплены к подвижной трубе вилки, а диск имеет возможность осевого перемещения относительно ступицы колеса.
Двухпоршневой рабочий цилиндр гидравлического тормоза с «плавающим» диском
1 — поршни; 2 — скоба с тормозными цилиндрами; 3 — «плавающий» диск; 4 — ступица колеса со шлицами
Дисковые тормоза с гидравлическим приводом бывают одно-, двух- и многопоршневые (до 4–6). Тормозные колодки представляют собой деталь, к стальному основанию которой приформована специальная фрикционная масса (у современных колодок — без содержания опасного для здоровья асбеста).
У мотоциклов с боковым прицепом третье колесо оснащается тормозом, приводимым одновременно с задним при нажатии педали тормоза. Эти, а также другие трех- и четырехколесные МТС обязательно оснащают стояночным тормозом, обеспечивающим неподвижность мотоцикла с полной нагрузкой на уклоне 16 % (как и по нормативам для автомобиля).
Неисправности тормозов возникают при замасливании колодок или их износе, а также в случае дефектов привода. К таким дефектам у механического привода относятся повышенное сопротивление перемещению троса или повороту кулачка. В приводе дисковых гидравлических тормозов основная неисправность — попадание воздуха в тормозную магистраль. Также при попадании воды и грязи на поверхность рабочего цилиндра, поршень может потерять подвижность и не растормаживаться.
На мотоциклах применяются колеса трех видов: спицованные, штампованные и литые.
Спицованные колеса (ведущие свою родословную от велосипедных) имели абсолютное распространение на мотоциклах прошлых лет. В последние годы на зарубежных мотоциклах литые колеса заметно потеснили спицованные, которые продолжают устанавливать на мотоциклы двойного назначения, некоторые классики и круизеры. Достоинствами спицованных колес являются ремонтопригодность и способность выдерживать ударные нагрузки. Недостатки — трудоемкость при сборке, потребность в обслуживании и сложности при использовании бескамерных шин. Спицы, выполненные из особой проволоки, имеют с одной стороны головку (шляпку) для закрепления в ступице, а с другой — резьбу. На резьбу наворачивается специальная гайка (ниппель) с головкой, входящей в отверстие в ободе, и квадратным гнездом под ключ.
Диски колес, штампованные из стального листа, выполняют как разъемными по продольной оси, так и цельными. Устанавливают штампованные колеса на модели с небольшим диаметром колес, в основном на ATV и скутеры; широкого применения на других типах МТС они не получили.
Литые колеса изготавливают из алюминиевых (магниевых) сплавов. Они отличаются от других видов прочностью, не нуждаются в ремонте и позволяют применять различные дизайнерские решения, выбирая форму и количество спиц.
Ступицы спицованых и штампованных колес изготавливают из алюминиевого сплава. Литые колеса современных мотоциклов неразборные, ступица отлита как одно целое с остальной частью колеса. В ступицу колеса с барабанным тормозом залит стальной тормозной барабан. Внутри ступицы расположены подшипники колеса — шариковые или роликовые радиально-упорные. Последние применяются в колесах МТС, имеющих боковую нагрузку — с боковыми прицепами и ATV. Подшипники защищены от попадания воды и грязи манжетами (сальниками).
Ступицы колес
а — с шариковыми подшипниками («Урал-Соло Классик»); б — с роликовыми радиально-упорными подшипниками («Урал» ИМЗ-8.103-10); 1 — ступица; 2 — шариковый подшипник; 3 — тормозной диск; 4 — распорная втулка; 5 — ось колеса; 6 — регулировочная гайка с контргайкой; 7 — роликовый подшипник; 8 — тормозной барабан
Конструкция переднего и заднего колес может быть одинаковой — в этом случае они взаимозаменяемы. Таким свойством обладают колеса большинства российских мотоциклов, однако на зарубежных моделях подобные колеса практически не встречаются.
Шины мотоциклов предназначены для того, чтобы воспринимать (и гасить) толчки от неровностей дороги. Они бывают со вставленной внутрь камерой (оболочку таких шин называют покрышкой) и бескамерные; последние на зарубежных мотоциклах имеют преимущественное распространение из-за меньшей массы и возможности ремонта без снятия колеса и разбортовки. Из-за отсутствия камеры также устраняется опасность ее взрыва при перетирании отслоившимися нитями корда. Шины с камерами применяют в основном на спицованных колесах из-за сложностей с герметизацией обода.
Мотоциклетные шины
а — с камерой; б — бескамерная; в — устройство шины; 1 — наружный слой шины с протектором; 2 — слои корда;
Состоит шина (покрышка) из каркаса, образованного кордом, протектора и бортов. Протектор непосредственно взаимодействует с дорогой и изнашивается в процессе эксплуатации.
Камера имеет вентиль, через который в нее накачивается воздух. Обратному вытеканию воздуха через вентиль препятствует особый клапан-золотник. В бескамерных шинах вентиль закрепляется непосредственно на ободе. Для накачивания забортованной бескамерной шины требуется сразу подать большой объем воздуха — это можно сделать только компрессором.
В маркировку шины, наносимую на боковину, входит целый ряд параметров. Важнейшие из них: наименование модели и фирмы производителя; размеры шины — ширина профиля (в мм или дюймах), отношение высоты профиля к его ширине (в процентах), посадочный диаметр (в мм или дюймах); расположение слоев корда (диагональное, радиальное или другое); индексы грузоподъемности и скорости; максимальное давление воздуха в шине; дата изготовления (неделя и год); тип шины — камерная или бескамерная; направление вращения колеса (при направленном рисунке протектора).
Пример маркировки шины:
130/90 — 16 73Р Barum M19 tube type 2801 E8 08431 max. load 805 lbs (365 kg) at 40 psi (280 kPa) cold
Расшифровка:
130 — ширина профиля в мм; 90 — отношение высоты профиля к его ширине в процентах; «—» — обозначение диагональной конструкции; 16 — посадочный диаметр в дюймах; 73Р — индексы грузоподъемности и скорости (по специальной таблице максимальная грузоподъемность составляет 365 кг, а максимальная скорость — 150 км/ч); Barum — торговая марка производителя; М19 — модель; tube type — шина камерного типа; 2801 — неделя и две последние цифры года изготовления; Е8 08431 — знак омологации по Правилу №30 ЕЭК ООН; « » — направление вращения; max. load 805 lbs (365 kg) at 40 psi (280 kPa) cold — максимальная нагрузка и давление в шине.
Размеры шины должны соответствовать размеру обода колеса. Поскольку на заднее колесо мотоцикла приходится больший вес, чем на переднее, и к тому же оно всегда является ведущим, задняя шина обычно имеет большую ширину и высоту, чем передняя.
В шинах, как камерных, так и бескамерных, необходимо поддерживать определенное давление воздуха. При увеличении нагрузки на мотоцикл (во время перевозки пассажира или груза) давление воздуха следует увеличивать.
Шины для каждого класса мотоциклов имеют свои особенности; установка шин от одного класса на другой не допускается. Даже в пределах одного класса шины могут различаться у мотоциклов с разной массой, полезной нагрузкой и установленной максимальной скоростью.
Виды протектора шины для мотоциклов разных классов
Классика и круизера
Спортбайка
Мотоцикла двойного назначения
ATV
К неисправностям колес относится биение обода (в радиальном и осевом направлении) из-за его механического повреждения или (в спицованных колесах) при ослаблении натяжения спиц или их потере. Возможно появление трещин от ударов в ободах и спицах литых колес — эксплуатация мотоцикла с такими колесами опасна.
Основные неисправности шин — их износ или появление дефектов покрышки: разрывы корда, порезы, вспучивания, отслоение протектора.
Каталог статей
