Любому аппарату с мотором, будь то мопеду,
скутеру или мотоциклу, необходимо устройство для передачи производимой
двигателем мощности на колесо. Эту функцию берет на себя механизм под
названием «трансмиссия» или «силовая передача». В нашей сегодняшней
статье речь пойдет в основном о мотоциклетной механической коробке
передач.
На сегодняшний день существует два основных вида
трансмиссии: механическая и автоматическая. Они отличаются отводимым
райдеру уровнем вмешательства и управления. Механическая трансмиссия
используется на подавляющем большинстве современных серийных мотоциклов,
автоматическая встречается в основном на мопедах и скутерах, хотя есть и
мотоциклы с «автоматом» (например, Aprilia Mana 850 или Honda DN-01).
Aprilia Mana GT 2010 - один из немногих мотоциклов с
автоматической коробкой переда
Есть определенный набор механизмов, которые
присутствуют в трансмиссии любого типа: передняя передача, сцепление,
коробка передач и главная передача. В механической трансмиссии
традиционной схемы передняя передача передает мощность от коленвала
через сцепление к коробке передач. Сцепление используется для соединения
и разъединения двигателя с коробкой передач, позволяя двигателю
работать, когда байк остается неподвижным, а также трогаться с места.
Коробка передач допускает выбор различных передаточных чисел для
достижения максимальных показателей мощности и крутящего момента в
пределах диапазона частот вращения двигателя. Главная передача передает
мощность от коробки передач к заднему колесу.
В наиболее простом виде работа односкоростной
автоматической трансмиссии маленького скутера не представляет особой
сложности, в то время как на больших дорожных машинах применяются
гораздо более изощренные механизмы. Все зависит от предназначения
конкретного аппарата и ожидаемых от него характеристик. От «полтинника»
требуется просто перемещать райдера на короткие дистанции, быть дешевым
при покупке и простым в ремонте - такой машине не нужна шестиступенчатая
«механика». А нужна она там, где необходим большой диапазон скоростей
движения, преодолеваемых расстояний и различных нагрузок.
Зубчатая передача, крутящий момент и мощность
Давайте разберемся с ключевыми понятиями в «трансмиссионных вопросах».
Зубчатая передача – это две сопряженные шестерни,
которые вращаются с различными скоростями. Передаточное отношение
определяет различие в этой скорости. Процесс получения меньшей частоты
вращения ведомого (выходного) вала по отношению к ведущему (входному)
валу называется понижением (замедлением) скорости вращения. Обратный
процесс носит название повышения скорости вращения. Эти понятия
справедливы в отношении не только зубчатых, но и цепных и ременных
передач.
Передаточное отношение определяется как число оборотов, совершаемых
ведущей шестерней для того, чтобы ведомая шестерня совершила один полный
оборот. К примеру, если частота вращения двигателя составляет 1000
оборотов в минуту, а необходимо обеспечить частоту вращения колеса,
равную 500 оборотам в минуту, то потребуется две шестерни, причем число
зубьев одной из них должно вдвое превышать число зубьев другой (это
всего лишь самый простой пример; на деле, между двигателем и колесом
стоит множество передаточных механизмов, подробнее о которых – в
следующих статьях). Нужно, чтобы меньшая шестерня (например, на 15
зубьев) была ведущей, тогда, пока она совершает один полный оборот,
ведомая шестерня (30 зубьев) повернется на пол-оборота. То есть, для
того, чтобы ведомая шестерня повернулась на один оборот, ведущая
шестерня должна совершить два оборота. Записывается такое передаточное
отношение как 2:1. Это означает, что такой передаточный механизм
понижает скорость выходной передачи вдвое. Это те самые цифры, которые
производитель указывает (пусть и не так часто, как мощность или крутящий
момент) для каждой передачи своего мотоцикла. Чаще предоставляется
сравнение числа зубьев шестерен, а не отношение их скоростей вращения.
Для избежания путаницы, чаще всего в графе характеристик gearbox ratios
указывают следующее: первая передача, 2:1 (15/30).
Теперь о крутящем моменте. Крутящий момент – это
величина поворота, который обеспечивает сила, приложенная относительно
некой оси (сила, обычно измеряемая в ньютонах, умножить на расстояние, в
метрах). Для того чтобы байк поехал, необходимо передать заднему колесу
достаточно крутящего момента. Чтобы наглядно представить себе, что это
за зверь, рассмотрим простой пример. Если для затягивания гаек
используется гаечный ключ, то на гайку воздействует крутящий момент.
Допустим, длина гаечного ключа 200 мм (0.2м), а усилие руки, которое
прилагается к нему под прямым углом – 100 Н. Тогда величина крутящего
момента, приложенного к гайке, составит
100 x 0,2 = 20 Нм.
Если применить это к работе коробки передач, то можно заметить, что в
результате воздействия зуба ведущей шестерни на зуб ведомой шестерни
ведомая шестерня поворачивается. Если диаметр шестерен одинаковый, то
есть число зубьев одно и то же, то вращаться они тоже будут с одинаковой
скоростью, а величина крутящего момента, подводимого к валу первой
шестерни, будет полностью передана валу второй шестерни.
Проще говоря, если скорость вращения ведомой шестерни вдвое меньше
скорости ведущей, то крутящий момент тоже увеличивается вдвое. То есть
между передаточными отношениями и увеличением крутящего момента
существует прямая зависимость. Просмотрите характеристики какого-нибудь
мотоцикла в нашем каталоге, и все сразу станет ясно (например, Kawasaki
ER-6F 2008, раздел «Трансмиссия»).
Особенностью бензиновых двигателей является то, что при низких
частотах вращения они развивают небольшой крутящий момент. Поэтому роль
усилителя крутящего момента выполняет трансмиссия. В процессе
уменьшения скорости вращения заднего колеса (нужно обеспечить
достаточный крутящий момент на колесе, но при этом оно не должно
вращаться со скоростью 9000 об/мин, как двигатель!) участвуют все
элементы трансмиссии, за исключением сцепления.
С крутящим моментом разобрались. Мощность же – это
физическая величина, равная отношению работы, выполняемой за
определенный промежуток времени, к этому промежутку времени. В физике
мощность выражается в ваттах, однако у мотопроизводителей очень
популярна другая величина – лошадиная сила.
Интересно, что во многих государствах «лошадка» официально выведена
из употребления. Что не помешало ей стать весьма популярным мерилом
мощности в авто- и мотоиндустрии.
В большинстве европейских стран лошадиная сила определяется как 75
кгс·м/с, то есть, как мощность, достаточная для поднятия груза массой в
75 кг на высоту 1 метр за 1 секунду. В таком случае 1 л.с. составляет
примерно 735,5 ватт.
Что же все вышенаписанное значит по отношению к мотоциклам?
Для райдера крутящий момент является важнейшим фактором. Мотоцикл будет
ускоряться в темпе, соответствующем его кривой крутящего момента (в
данном случае опустим трение и сопротивление воздуха). Пик крутящего
момента – это точка, в которой разгон байка происходит наиболее быстро
(по обе стороны от этой точки разгон происходит медленнее). Для
конкретного значения крутящего момента на заднем колесе, разгон будет
одинаковым, независимо от скорости вращения двигателя. Пик максимальной
мощности наступает после пика крутящего момента – когда уменьшение
крутящего момента компенсируется повышением оборотов. Интенсивность
разгона на пике крутящего момента больше, чем на пике мощности.
Колесо водяной мельницы выдает
огромный крутящий момент. Только оборотов маловато.
Тогда почему же мы так много говорим о мощности?
Представьте себе большое колесо водяной мельницы. Очевидно, что это
колесо генерирует огромный крутящий момент, однако скорость его вращения
очень мала. Соответственно, его мощность (то есть возможность совершать
много работы за малое время) весьма низка. В общем и целом, водяное
колесо является маломощным «двигателем» именно из-за низкой частоты
вращения. В случае с мотоциклами, мощный двигатель с огромным
«поголовьем лошадок» - это такой двигатель, который генерирует большой
крутящий момент на высоких оборотах.
Теоретически, выдавать большой крутящий момент на высоких оборотах
лучше, чем делать то же самое, но на низких оборотах. Потому что в
случае с высокими оборотами появляется больше возможностей настройки
передаточных отношений. Мощный двигатель полезен потому, что можно
выбирать между множеством вариантов передаточных отношений. Выбор
пониженного передаточного отношения уменьшает скорость вращения заднего
колеса с соответствующим увеличением крутящего момента. (вы еще не
заснули? Дальше будет проще! прим. редактора)
Среднерайдеру – среднезвезду!
Стоковый набор шестеренок в коробке и связанные с ними передаточные
отношения выбраны производителем не просто так. Это компромиссные
соотношения, которые более всего подошли тест-пилотам в «усредненных»
условиях испытаний. Как только байк оказывается в руках покупателя,
стройная картина рушится. Тюнинг двигателя, условия эксплуатации,
далекие от представлений наивных инженеров (например, стантрайдинг),
отличия в конфигурации различных треков (если райдер любит покататься не
только в гражданских условиях). Все эти факторы рано или поздно приведут
к тому, что райдер задумается насчет замены пары-тройки шестерен в
трансмиссии – чтобы приспособить мотоцикл именно под те условия, в
которых он наиболее часто используется. И если ведомую звезду,
закрепленную на колесе, заменить проще простого на любом мотоцикле (как
правило, стантрайдеры только этим и ограничиваются в вопросах
передаточных отношений), то изменение соотношения на одной из передач в
коробке уже потребует разборки двигателя (если только коробка передач не
кассетного типа, но об этом ниже).
Как мы уже неоднократно подмечали, практически любое решение,
принимаемое при конструировании мотоцикла – это компромисс. В случае с
выбором передаточного отношения – компромисс между разгоном и
максимальной скоростью. Чтобы сделать из байка «спринтера» (то есть
получить интенсивный разгон в жертву максималке), необходимо установить
меньшую ведущую звездочку, или большую звезду на колесе. Желаете
обратного эффекта – совершаете обратные действия, все довольно просто.
Теперь давайте вкратце рассмотрим принцип работы механической коробки
передач, которая используется на большинстве серийных мотоциклов.
Принцип работы коробки передач
Коробка передач состоит из множества пар шестерен. У каждой пары – свое
передаточное отношение, а число таких пар соответствует числу передач,
которые «прячутся в коробке» байка. Одна шестерня находится на ведущем
валу (также его называют первичным валом), другая – на ведомом валу (он
же вторичный). Все современные мотоциклетные коробки передач –
постоянного зацепления, то есть все пары находятся в постоянном
зацеплении, независимо от того, включена данная передача или нет.
Элементы коробки передач Suzuki
GSX-R1000 K8
Когда райдер непринужденно щелкает лапкой переключения
передач – пара сопряженных шестеренок блокируется на своих валах, и
через эту пару передается крутящий момент. Оставшиеся шестерни не
сблокированы с валом и свободно вращаются на нем.
Как работает секвентальная коробка
передач
Некоторые шестерни постоянно зафиксированы на валу и вращаются вместе с
ним, а остальные установлены на втулках и могут свободно вращаться на
нем. Для обеспечения привода необходима блокировка такой свободной
шестерни с валом; значит, нужно обеспечить ее зацепление с другой
шестерней, расположенной рядом и находящейся в постоянном зацеплении с
валом. Для этого важно, чтобы шестерня, находящаяся в зацеплении с
валом, сдвинулась к свободной шестерне и соединилась с ней при помощи
кулачков и ответных им отверстий, оставаясь при этом в постоянном
зацеплении с шестерней из своей пары.
На своих валах шестерни перемещаются под воздействием механизма
переключения передач. При смене передачи барабан селекторного механизма
вращается и перемещает вилку переключения передач, которая одним концом
зафиксирована в направляющем пазу барабана, а другим концом входит в паз
передвигаемой шестерни, таким образом, осуществляется ее перемещение.
Селекторный механизм
Надо добавить, что мы описали устройство именно
мотоциклетной коробки передач, которое имеет мало общего с
«внутренностями» механической коробки на серийных автомобилях. Все
механические коробки современных серийных байков называются
коробками переключения передач секвентального типа
(по-английски “sequence” означает «последовательность»). Название
полностью соответствует функционалу: переключение можно производить
строго последовательно, от первой ко второй, от второй к третьей
передаче и так далее. Самое главное и очевидное преимущество такой
коробки – высокая скорость переключения. Разница в скорости переключений
настолько ощутима, что такую коробку очень часто устанавливают в
спорткары, подготовленные для гонок. А о недостатках мы все прекрасно
знаем. Главная проблема мотоциклетной «механики» - переключение передач
при полной остановке. Это опять-таки связано с самой конструкцией –
пытаясь «через немогу» пинками воткнуть нужную передачу в статике, можно
погнуть вилочки в коробке. После чего обязательно придется навестить
мастера, который умеет вскрывать движки, если конечно у вас не мотоцикл
с…
Коробкой передач кассетного типа! Эта штучка тоже
секвентальная, но отличие от традиционной коробки заключается в том, что
весь механизм не строго закреплен в картере двигателя, а помещен в
кассету, которая легко вынимается без разборки двигателя (достаточно
только слить масло, и можно ее доставать).
Коробка передач кассетного типа Suzuki
RGV250 1992
Думаю, не стоит говорить о том, что кассетная коробка
идеальна для спортивных мотоциклов. Ведь в полевых условиях непросто
«расколоть» двигатель для того, чтобы поменять пару звездочек в коробке
для лучшего соответствия передаточных отношений к конкретному треку.
Сливаем масло, вытаскиваем кассету, меняем шестерни, вставляем обратно –
и все! Вся операция занимает считанные минуты, и можно сразу же
испытывать новые настройки.
А как же сцепление?
Простите, но статья и так получилась излишне длинной и достаточно
непростой для понимания. Хотя, я уверен, что вы, наши уважаемые
читатели, полностью поймете мою писанину. Поэтому о сцеплении, этой
неотъемлемой части мотоциклетной трансмиссии, поговорим в следующий раз.
Чтобы оправдаться в ваших глазах, я расскажу также о том, что за зверь
такой – квикшифтер, и как он работает. До встречи в нашем кафе!
Часть 2. Сцепление и квикшифтер
На любом мотоцикле должна быть возможность отключения
привода коленвала от заднего колеса, для того чтобы двигатель мог
работать, когда байк неподвижен. Несмотря на это очевидное утверждение,
представьте себе, такая возможность существовала не всегда.
На многих ранних мотоциклах использовался
непосредственный привод при помощи ремня и шкивов на коленвале и заднем
колесе, которые невозможно было разъединять. Такой привод действительно
работал, однако при его эксплуатации вылезали некоторые проблемы.
Например, чтобы остановиться на перекрестке, нужно было глушить
двигатель. А завести байк в таком случае можно было только с «толкача»,
что явно не является наилучшим вариантом старта.
Механизм сцепления был придуман, чтобы обеспечить разъединение
работающего двигателя от привода заднего колеса. Вторая функция, не
менее важная, - возможность выбора передаточных отношений на машинах,
которые оснащены коробкой передач. Посмотрим, как этот механизм
работает.
Принцип сцепления
Работа сцепления основана на трении. В наиболее простом виде
сцепление состоит из двух дисков, один из которых располагается на
цапфе коленчатого вала, а второй связан через какой-нибудь механизм
привода (цепь, ремень, шестерни) с задним колесом и прижат к первому
диску. Если между дисками есть небольшой зазор – двигатель работает, в
то время как второй диск остается неподвижным. Если соединить диски
между собой, то вращение коленчатого вала за счет трения будет
передаваться второму диску, а поскольку он связан с задним колесом, то
оно тоже будет вращаться. Так что подвод мощности от двигателя на колесо
может при необходимости включаться или выключаться.
На подавляющем большинстве современных серийных байков используется
сцепление с ручным управлением от рычага, расположенного на руле.
Исключение – скутеры, на которых используется автоматическое
центробежное сцепление, режим работы которого зависит от оборотов
двигателя. В нашей статье речь пойдет именно о сцеплении, которое
используется на мотоциклах (к сожалению, формат статьи не позволяет нам
вдоволь посмеяться над забавными историями о скутеристах, пересевших на
мотоциклы, и пытающихся «тормозить» сцеплением).
Как устроено сцепление
Все сцепление в сборе устанавливается на первичный вал коробки передач
(об устройстве данного девайса читайте в нашей статье). Корпус или
наружный барабан сцепления устанавливается на
подшипнике и может вращаться свободно и независимо от вала. Наружный
барабан сцепления непосредственно связан через переднюю передачу с
коленвалом (хотя есть и такие конструкции, в которых сцепление
установлено непосредственно на цапфе коленвала; такая схема
распространена на мотоциклах производства BMW и Moto Guzzi), так что при
вращении коленвала он тоже вращается. Центральная часть сцепления, или
внутренний барабан (ступица), обладает меньшими
размерами и располагается внутри наружного барабана. Она устанавливается
на первичном валу коробки передач и фиксируется на нем от проворота
шлицами, так что при вращении внутреннего барабана первичный вал тоже
вращается.
Разрез многодискового сцепления в масляной ванне, Yamaha R6 2008
Диски сцепления располагаются в
промежутке между наружным и внутренним барабанами. Используется два типа
дисков: гладкие и фрикционные. Они располагаются поочередно, а точное
число дисков зависит от типа сцепления и машины, на которой оно
применяется. На внешней окружности фрикционных дисков находятся
прямоугольные шлицы, которые устанавливаются в пазы наружного барабана
сцепления. На внутренней окружности гладких дисков нарезаны зубья,
которые устанавливаются в пазы внутреннего барабана сцепления.
В обычном положении (когда байк находится в движении) фрикционные и
гладкие диски удерживаются в непосредственном контакте с помощью
пружин, воздействующих на пластину, которая называется нажимным
диском. При вращении коленвала и наружного барабана сцепления
из-за трения, возникающего между пластинами, внутренний барабан
сцепления, а следовательно, и первичный вал коробки передач тоже
вращаются.
Когда райдер выжимает рычаг сцепления трос или гидравлический механизм,
противодействуя усилию пружин, отжимает нажимной диск от пакета гладких
и фрикционных дисков, в результате чего диски перестают соприкасаться.
Из-за прекращения непосредственного контакта между дисками, трение
уменьшается, позволяя наружному барабану свободно вращаться относительно
внутреннего барабана. По мере того, как райдер отпускает рычаг
сцепления, диски снова прижимаются друг к другу, и постепенно вращение
наружного барабана сцепления за счет трения начинает передаваться
внутреннему барабану, таким образом осуществляя постепенную передачу
крутящего момента к коробке передач и дальше - к заднему колесу;
благодаря этому исключается возможность остановки или рывков (конечно,
если все делать правильно и отпускать сцепление плавно).
Способность передачи крутящего момента сцеплением зависит от множества
факторов: числа и диаметра дисков, усилия пружин, сжимающих их, и
коэффициента трения между дисками. При прочих равных условиях, на
небольших машинах необходимо меньшее количество дисков, чем на больших и
мощных аппаратах. Аналогично, если крутящий момент одинаков, то при
увеличении диаметра дисков их количество можно уменьшить. На фрикционные
диски (кто бы мог подумать?) нанесен фрикционный материал, а гладкие
диски изготавливаются из стали.
Компоненты сцепления Honda CBR1000RR 2007
Дела конструкторские
При выборе типа сцепления, которое нужно установить на конкретный
мотоцикл, на решение конструктора влияет несколько определяющих
факторов. Сначала давайте разберемся с количеством дисков.
В сцеплении многодискового типа применяется более одного комплекта
гладкого и фрикционного дисков, обычно используется семь или восемь, а
иногда и девять фрикционных дисков. Гладких дисков всегда на один меньше
по сравнению с фрикционными, поскольку пакет дисков всегда с двух сторон
ограничивается фрикционными дисками.
На большинстве моноблочных двигателей (то есть таких, в которых все
узлы трансмиссии выполнены в пределах картера двигателя) с поперечным
расположением коленвала в раме, используется многодисковое сцепление.
Причина этого – небольшой диаметр сцепления. Многодисковое сцепление
также намного легче однодискового, хоть и обладает большей поверхностью
трения и прочностью.
Одно- или двухдисковые муфты сцепления применяются на мотоциклах с
продольным расположением коленвала в раме (например, байки Moto Guzzi с
V-твином, цилиндры которого расположены поперек рамы). Сцепление
закрепляется на задней цапфе коленвала и снабжено отдельным корпусом
между двигателем и коробкой передач. Из-за такого расположения сцеплению
не требуется компактность, а при большом диаметре необходим только один
или два диска.
Следующий вопрос, который решают конструкторы – использовать сухое
сцепление или работающее в масляной ванне.
Сухое сцепление Ducati 749 выставлено напоказ (в стоке, конечно
же, прикрыто крышкой)
Может показаться странным, что механизм, принцип
которого основан на трении, работает в масле; но для этого есть
несколько важных причин. Масло выполняет функции отвода тепла, чтобы
сцепление не подгорало. Кроме того, оно служит смазочным материалом для
втулок или подшипников, на которых вращается наружный барабан сцепления,
а также облегчает перемещение шлицов и зубьев дисков. Дополнительный
«бонус» сцепления в масляной ванне – для обеспечения смазывания передней
передачи не нужно герметизировать сцепление в отдельной камере.
Против физики не пойдешь – естественно, что трение, обеспечиваемое
между дисками сцепления, работающего в масляной ванне, ниже трения между
дисками сухого сцепления. Поэтому необходимы диски большого диаметра или
их большее количество (а может быть, и то, и другое), что приводит к
увеличению габаритов.
Suzuki RGV250, оснащенный сухим сцеплением
Такой же RGV250, но со сцеплением в масляной ванне
Вот почему сухое сцепление в основном используется на спортивных
мотоциклах. Большая эффективность и малый вес (не нужно лить масло) –
неотъемлемая часть сухого сцепления. Впрочем так же, как и малый ресурс.
Большинство гоночных аппаратов оснащаются сухим сцеплением, так же как и
практически все гражданские спортбайки Ducati (кроме 848, но для него
есть отдельный заводской «сухой комплект»). Японские производители в
основном используют сцепление в масляной ванне. С практической точки
зрения, «мокрое» сцепление выглядит предпочтительней – гораздо больший
ресурс и меньшая склонность к перегреву. С другой стороны, если цель –
максимальный результат в гонке, тогда выбор будет в пользу сцепления
сухого типа.
Ничего тут не сломалось, этот стрекот – звук исправного сухого
сцепления Ducati
Еще один момент, с которым должен определиться
конструктор – каким образом будет передаваться усилие от рычага на
механизм привода сцепления. Чаще всего для этой цели выбирается трос,
иначе – механический привод сцепления. Тросы подвержены
вытягиванию и износу, их нужно регулировать и смазывать, но они просты в
обслуживании и ремонте. Устроен механический привод просто – трос
воздействует на сцепление посредством механизма привода, расположенного
внутри крышки сцепления или с противоположной стороны картера, при этом
механизм воздействует на длинный толкатель, проходящий через первичный
вал коробки передач.
Гидравлический механизм привода сцепления применяется
в основном на машинах большого объема. Он стоит намного больше и требует
тщательного обслуживания, однако недостатки с лихвой перекрываются
плавностью и легкостью его действия.
Гидравлический привод работает по такому же принципу, что и передняя
тормозная система (о тормозных системах мы тоже в свое время поговорим):
когда рычаг давит на плунжер главного цилиндра, он воздействует на
жидкость гидросистемы и нагнетает ее в шланг. Затем жидкость выдвигает
поршень рабочего цилиндра, который воздействует на толкатель,
расположенный внутри первичного вала.
За исключением регулярного контроля уровня жидкости гидросистему
практически не надо обслуживать, хотя для обеспечения ее
работоспособности необходимо периодически заменять жидкость и
уплотнения. Также конструкция любой гидросистемы подразумевает, что
жидкость склонна к поглощению воды и насыщению воздухом (словом,
обслуживание гидропривода сцепления по тщательности схоже с
обслуживанием тормозной системы). Разобравшись с этим, давайте перейдем
к более современным и высокотехнологичным штучкам.
Думаю, читая обзоры современных мотоциклов, вы неоднократно встречали
словосочетание «проскальзывающее сцепление». Как правило, наличие оного
на тестируемом мотоцикле приводит испытателя в восторг, о чем он тут же
и сообщает. Однако никто толком не объясняет, как эта штука работает.
Вот с этого и начнем.
Проскальзывающее сцепление
Проскальзывающее сцепление (slipper clutch)
специально разработано для кольцевых мотогонок, чтобы «смягчить»
процесс торможения двигателем в поворотах. Сцепление буквально
проскальзывает, когда заднее колесо мотоцикла принуждает двигатель
вращаться быстрее после включения пониженной передачи. В таких
случаях гасится излишняя нагрузка на трансмиссию и езда на байке
становится более предсказуемой и комфортной, ведь в аналогичных
ситуациях с обычным сцеплением заднее колесо заметно «колбасит», а
двигатель чрезмерно ревет. Более того, проскальзывающее сцепление
помогает неискушенным гонщикам избежать неприятности в моменты
резкого открытия газа.
Впервые скользящее сцепление появилось на спортивном мотоцикле Honda
FWS1000 в 1982 году, и к настоящему времени им оснащаются
практически все литровые спортбайки.
Скользкий тип
Проскальзывающий механизм в сцеплении (далее для простоты – ПС) – это
разработка, ориентированная на высокопроизводительные мотоциклы. Главной
целью для ПС является ограничение обратного крутящего момента,
проявляющегося при торможении двигателем с высокой скорости или при
переходе на низшие передачи.
Впервые ПС было применено на дрег-байке 70-х годов под именем Hogslayer
– нетривиальное для того времени сцепление позволяло «Свинобою»
разгоняться до 290 км\ч, не буксуя и не перегреваясь (кроме того, такой
максималке способствовали два 880-кубовых впрысковых мотора от Norton,
но это уже совсем другой рассказ…).
Среди современных серийных мотоциклов проскальзывающее сцепление тоже
нашло свое место – главным образом, им оснащаются спортбайки, а также
заряженные заводские стриты.
Проскальзывающее сцепление для Ducati 999 от FBF
Теперь подробнее о том, зачем вообще ПС применяется. При
открытии газа привод заднего колеса осуществляется через сцепление.
Когда газ закрывается, а байк продолжает двигаться со скоростью,
превышающей заданный предел, соответствующий текущему открытию дросселя,
заднее колесо по-прежнему прокручивает вал двигателя через сцепление;
но, поскольку двигатель оказывает большое сопротивление (в связи со
сжатием, особенно на высоких оборотах и низших передачах), можно достичь
точки, при которой сопротивление, или обратный крутящий момент
двигателя, превысит коэффициент сцепления задней шины. Результат этого –
заблокированное заднее колесо. Особенно вероятен такой исход в дождевых
условиях, т.к. в дождь коэффициент сцепления шины с дорогой сильно
снижается, а происходящее при резком торможении перераспределение веса
снижает нагрузку на заднюю ось. ПС устанавливают для того, чтобы
исключить возможность блокировки колес за счет проскальзывания сцепления
при изменении направления передачи крутящего момента. Однако ПС не
выключает сцепление полностью, и эффект торможения двигателем
сохраняется.
Разные производители подходят к конструкции ПС по-разному, но чаще
всего проскальзывание обеспечивается следующим механизмом: внутренний
барабан сцепления располагается на ряде храповых упоров с наклонной
поверхностью. Когда направление передачи крутящего момента изменяется,
внутренний барабан сцепления смещается на храповых упорах, тем самым
отводя нажимной диск и ослабляя давление на диски. Такой подход серийно
впервые был опробован на Kawasaki ZXR 750.
Проскальзывающее сцепление Kawasaki ZX-6R 2007 - в стандартной
комплектации
Инженеры из Aprilia при проектировании сцепления RSV
Mille пошли по более сложному и технологичному пути. Для перемещения
внутреннего барабана сцепления используется сервомотор, которым
управляет вакуум, подведенный от впускного коллектора двигателя. При
закрытии дросселя увеличившееся разрежение в коллекторе создает вакуум в
воздушном трубопроводе сервомотора, который сдвигает внутренний барабан
сцепления и ослабляет давление на диски. Такой подход больше не
используется нигде, кроме RSV, производители отдают предпочтение более
простому варианту, опробованному на ZXR 750 (каждая компания старается
привнести в конструкцию ПС что-то свое, однако общий принцип остается
очень похожим на вариант от Kawasaki). Как ни крути, несмотря на свою
простоту, проскальзывающий механизм в сцеплении – штука очень и очень
полезная. Если же ваш мотоцикл не оснащен ПС – не отчаивайтесь, вполне
вероятно, что тюнинговый комплект для него существует в природе, нужно
только поискать.
Квикшифтер
Наконец-то мы добрались до долгожданной темы – системы Translogic
quickshifter systems, она же - BMW Quickshifter. Вопреки сенсационным
заявлениям немецкой компании о новой супертехнологии, подобные системы
«быстрого переключения скоростей без отжима сцепления райдером»,
производимые некоторыми тюнинг-фирмами, наиболее известны из которых -
Translogic и Dynojet, уже давно применяются участниками чемпионатов
World Superbike, Supermoto/MX и даже в картингах. Просто BMW стала
первой компанией, решившей устанавливать эту систему в некоторые
серийные байки.
Преимущество механизма заложено в самом его названии:
“quick” – «быстрый», “shift” – «сдвиг, смещение, переключение». То есть
“quickshifter” буквально переводится как «быстрый переключатель».
Насколько быстро переключаются скорости, спросите вы. Ответ можно найти
в примере, что приведен на официальной странице Translogic. «У самого
профессионального мотогонщика на переключение передачи уходит не менее
340 миллисекунд, в то время как для систем от Translogic на это
требуется от 48 до 150 миллисекунд». Впечатляет, не правда ли? Еще одна
технология, спустившаяся с Олимпа большого мотоспорта и ставшая
доступной для «простых смертных» мотоциклистов.
Кит - (от англ. Kit) набор для тюнинга отдельных
узлов мотоцикла.
Кит-комплект QuickShifter компании DynoJet
А теперь давайте разберемся с устройством «быстроклаца». Ключевые
элементы всего механизма: датчик давления (следит за давлением на лапку
переключения передач; попросту говоря, определяет, нажимает райдер на
нее или нет) и тяга квикшифтера (если не подходит стандартная).
Некоторые производители (например, Dynojet) предлагают еще и кнопку
включения\отключения квикшифтера, которую можно установить на руле.
Сенсор подключается к внешнему модулю контроля зажигания (например,
Power Commander). Когда райдер оказывает давление на лапку переключения
передач, сенсор отправляет сигнал в модуль контроля зажигания, после
чего тот отдает ECU команду временно отключить зажигание (на несколько
десятков миллисекунд). Когда двигатель отключен, происходит переключение
- без сброса газа и выжима сцепления. В случае с мотоциклами BMW, блок
управления зажиганием покупать не нужно – квикшифтер подключен к родным
«мозгам», ничего регулировать и устанавливать не нужно. Обычно
квикшифтер ставят, когда хотят улучшить разгонную динамику аппарата, но
ничего не мешает таким же образом переключаться вниз, при торможении.
