Мотоциклы

Жигарев Федор Михайлович

Карзинкин Сергей Иванович

Глава XIII

ПРИЦЕПНАЯ КОЛЯСКА МОТОЦИКЛА

 

 

1. Условия движения с коляской

Запас мощности, который имеют двигатели современных мотоциклов, начиная с литража 350 см3, позволяет прицеплять к мотоциклам коляски. Мотоциклы с прицепными колясками используются как транспортное средство шире, чем мотоциклы-одиночки.

Коляска устанавливается с правой стороны мотоцикла.

Боковая прицепная коляска увеличивает устойчивость мотоцикла на скользкой дороге. Однако движение с прицепной коляской связано с рядом особенностей. На повороте мотоцикл — одиночка наклоняется в сторону поворота, что не дает возможности ему опрокинуться и благоприятствует сцеплению колеса с дорогой. На мотоцикле с боковой прицепной коляской таких условий нет. Кроме того, условия поворота в правую или левую сторону резко различны.

Как показано на рис. 146, а, центр тяжести мотоцикла вместе с коляской находится в некоторой точке А, положение которой зависит от веса мотоцикла и коляски, ширины колеи, расположения агрегатов и нагрузки, приходящейся на мотоцикл.

Рис. 146. Схема сил, действующих на мотоцикл с коляской: а — при движении по прямой; б — при повороте в сторону коляски с небольшой скоростью движения; в — при повороте в сторону коляски с большой скоростью движения; г — при повороте в сторону от коляски.

При всех обстоятельствах центр тяжести будет всегда лежать ближе к плоскости колес мотоцикла, чем к плоскости колеса коляски, что создает неравные условия устойчивости мотоцикла с коляской при повороте его в сторону коляски по отношению к повороту его в другую сторону, т. е. от коляски.

Разберем случай поворота в сторону коляски.

При повороте (рис. 146, б) с небольшой скоростью или по кругу с большим радиусом величина центробежной силы F не будет значительной и равнодействующая R этой силы и веса всей системы G не выйдет за точку касания шины колеса мотоцикла с дорогой, т. е. за точку опоры системы. Предположим, что скорость движения мотоцикла с коляской увеличилась или уменьшился радиус преодолеваемого поворота (рис. 146, в). Сила F начнет возрастать и, когда она достигнет определенного предела, при котором равнодействующая R пересечет плоскость дороги за линией касания шин мотоцикла с дорогой, мотоцикл начнет опрокидываться в сторону, противоположную стороне, на которой находится коляска.

Легко заметить, что при повороте в сторону от коляски (рис. 146, г) при более значительном увеличении силы F опрокидывания не произойдет, так как точка приложения сил в этом случае будет отстоять значительно дальше от точки опоры мотоцикла, т. е. от колеса коляски.

Ясно, что повороты в сторону коляски тем опаснее, чем легче коляска, чем ближе она расположена к мотоциклу и чем меньше нагружена. Поэтому в отношении увеличения устойчивости системы представляется выгодным расширять колею и увеличивать вес коляски и ее нагрузку. Однако при этом возрастает боковое воздействие, оказываемое коляской на мотоцикл. Колеса мотоцикла, находящиеся в одной плоскости, под влиянием силы тяги, развиваемой на ведущем колесе мотоцикла, получают поступательное движение, в то же время колесо коляски препятствует этому движению и стремится увести мотоцикл в сторону коляски. Чтобы компенсировать это воздействие, для сохранения прямолинейности движения следует несколько повернуть руль в сторону, противоположную стороне крепления коляски. Но так как это затрудняет и ухудшает управление, то для противодействия стремлению коляски к уводу мотоцикла колесо коляски устанавливают с небольшим схождением к плоскости колес мотоцикла, а мотоцикл от коляски несколько отклоняют.

 

2. Установка и крепление коляски

Из рис. 147 видно, что для правильной установки коляски по отношению к мотоциклу необходимо, чтобы расстояние А было на 50–60 мм больше, чем расстояние Б, а наклон мотоцикла от вертикальной плоскости в сторону, противоположную креплению коляски, составлял 2–3°, т. е. расстояние С должно быть около 30 мм.

Рис. 147. Выверка установки коляски по отношению к мотоциклу: С — угол наклона мотоцикла; А — колея сзади; Б — колея спереди.

Так как боковое воздействие коляски на мотоцикл становится тем больше, чем выше скорость и нагрузка на коляску, то при возрастании этих факторов схождение колес должно быть еще увеличено. На гоночных мотоциклах коляску приходится устанавливать таким образом, чтобы при средних скоростях движения около 60—100 км/час был ярко выражен «увод» системы в сторону, противоположную коляске. Этот «увод» системы будет снижаться с возрастанием скорости движения.

Прицепная коляска значительно нагружает раму мотоцикла, поэтому у мотоциклов, предназначенных в основном для работы с коляской (например у мотоцикла М-72), раму приходится усиливать.

Значительной нагрузке подвергаются также колеса мотоцикла с коляской, особенно заднее, поэтому прочность колес мотоцикла с коляской должна быть выше прочности колес мотоцикла-одиночки на 20–25 %.

Крепление коляски к раме мотоцикла осуществляется в трех, а у мотоциклов тяжелого типа иногда в четырех точках. Конструкция креплений бывает самая разнообразная.

На мотоциклах с коляской, например на мотоциклах М-72, основные крепления, переднее и заднее, применяются шарового типа с цанговым зажимом.

На рис. 148 показана рама мотоцикла М-72. Как видно из этого рисунка, в передней и задней частях рамы имеются шаровые пальцы.

Рис. 148. Рама мотоцикла М-72: 1, 2, 3 и 4 — точки крепления коляски.

К этим пальцам присоединяются цанговые зажимы соединения.

Устройство цангового зажима шарового соединения показано на рис. 149.

Рис. 149. Цанговый зажим крепления коляски к мотоциклу: 1 — нижняя створка цанги; 2— верхняя створка цанги; 3 — конец трубы рамы коляски; 4 — сухарь; 5 — вороток.

В трубу рамы коляски заложена цанга, состоящая из двух створок — верхней 2 и нижней 1. Передняя часть обеих створок цанги образует два купола, которыми может быть охвачен шаровой палец рамы мотоцикла. В задней части обеих створок цанги имеются прорези, в которые входит сухарь 4. Сухарь с помощью винта с воротком 5 может перемещаться вдоль трубы рамы коляски 3, в которую закладывается цанга.

Конец рамы коляски, в котором находится цанга, несколько расширен и при отпускании винта, т. е. при перемещении сухаря обе створки цанги расходятся, что дает возможность легко завести между ними шаровой палец рамы мотоцикла. При натяжении винта, т. е. при перемещении сухаря, а следовательно, и створок цанги последние сходятся и зажимают шаровой палец рамы мотоцикла. Чтобы предотвратить проворачивание створок, в трубу рамы коляски ввернут винт. На воротке винта цангового зажима имеется кольцо, в которое вставляется ремень, закрепляемый за раму и препятствующий самоотвинчиванию винта цангового зажима.

Шаровое соединение с цанговым зажимом позволяет легко соединить раму коляски с рамой мотоцикла.

Средняя и передняя верхняя точки крепления коляски к мотоциклу соединяются с помощью составных регулируемых тяг (рис. 150).

Рис. 150. Тяга крепления коляски к мотоциклу М-72: 1 — передняя тяга; 2 — средняя тяга.

Передняя тяга соединяется с рамой коляски шарнирным болтом при помощи ушка, вставленного в петлю рамы и зажатого гайкой. Средняя (подседельная) тяга соединяется шарнирным болтом с хомутами, охватывающими левую трубу рамы коляски. Регулировочные винты (наконечники тяг) закреплены гайками, которые после окончательной регулировки соединяются с соответствующими ушками рамы мотоцикла.

Крепление колеса коляски к раме может быть выполнено как жестко, так и с помощью пружинной, рессорной или торсионной подвески. Торсионная подвеска (рис. 151) применяется на некоторых моделях коляски мотоцикла М-72.

Рис. 151. Схема устройства торсионной подвески колеса коляски: 1 — торсионный валик; 2 — рычаг; 3 — ось колеса.

Поперек рамы коляски устанавливается торсионный валик 1, сделанный из специальной пружинной стали. Один конец валика жестко закреплен в своем гнезде, а другой свободно установлен в подшипнике. На свободном конце торсиона жестко закреплен рычаг 2, выполненный вместе с осью 3 колеса коляски (у рамы мотоцикла М-72 ось колеса коляски вставная). Нагрузка на ось колеса коляски вызывает поворот рычага и скручивание торсионного валика. Скручивание торсионного валика используется для поглощения колебаний оси колеса.

Коляски бывают обычно одноместными; двухместные коляски встречаются весьма редко. Кузова коляски изготовляются из стали или алюминиевых сплавов или из фанеры.

На коляске мотоцикла М-72 применяется стальной цельносварной кузов (рис. 152).

Рис. 152. Кузов коляски мотоцикла М-72.

Задняя часть кузова коляски мотоцикла М-72 выполнена в виде багажника. Багажник закрывается крышкой, на которой укреплен кронштейн запасного колеса. Внутри кузова располагается полик, состоящий из деревянных планок, пружинные подушка и спинка сиденья, обитые заменителем кожи. Переднее крепление кузова коляски к раме представляет как бы два резиновых туго стянутых подшипника, с помощью которых кузов прикреплен к передней части рамы.

Задняя часть кузова установлена на раме на двух четверть-эллиптических рессорах. Каждая рессора состоит из 9 листов разной длины. Толщина листа 4 мм.

При установке коляски вес, приходящийся на заднее ведущее колесо мотоцикла, увеличивается незначительно, так как вес самой коляски и полезная ее нагрузка приходятся главным образом на колесо коляски.

В результате проходимость мотоцикла с коляской по сравнению с проходимостью мотоцикла без коляски значительно снижается. Чтобы избежать этого, в ряде конструкций колесо коляски получает вращение от главной передачи, т. е. становится ведущим наравне с задним колесом мотоцикла.

Сравнительно недавно мотоцикл такого типа имел привод на колесо коляски как вспомогательное приспособление, включаемое при движении по грязной, плохой дороге в тех случаях, когда мотоцикл начинал застревать вследствие буксования заднего колеса. Эти мотоциклы по сравнению с обычными, не имевшими привода на колесо коляски, обладали несколько повышенной проходимостью. Однако они имели ряд существенных недостатков, ограничивающих их применение.

В настоящее время разработаны конструкции мотоциклов высокой проходимости. Они снабжены постоянно действующим приводом на колесо коляски, причем для сохранения необходимой управляемости мотоцикла и его маневренной способности в систему привода введен дифференциальный механизм (рис. 153), позволяющий на поворотах автоматически получать разность вращения колес.

Рис. 153. Схема привода на колесо коляски с дифференциалом: 1 — ступица заднего колеса; 2 — вал привода колеса мотоцикла; 3 — ведущая шестерня карданного вала главной передачи; 4 — коробка сателлитов; 5 — муфта блокировки дифференциала; 6 —редуктор; 7 — ведомая коническая шестерня; 8 — вал привода коляски.

Карданный вал главной передачи заканчивается конической ведущей шестерней 3, с которой сцеплена ведомая коническая шестерня 7. К ведомой шестерке с помощью болтов привернута коробка сателлитов 4. В коробку с одной стороны входит вал 2, постоянно соединенный через редуктор 6 со ступицей 1 заднего колеса, и с другой стороны — вал 8 привода колеса коляски. Оба вала могут вращаться независимо один от другого и также независимо от коробки сателлитов. На концах того и другого валов посажены цилиндрические шестерни (полуосевые), находящиеся во внутренней полости коробки сателлитов. Цилиндрические шестерни, правая и левая, связаны между собой шестернями, носящими название сателлитов. Каждый из сателлитов состоит из двух шестерен с разным количеством зубьев. Зубья выполнены вместе с пустотелым валиком, причем шестерня сателлита с большим количеством зубьев связана с цилиндрической шестерней, соединенной с задним колесом мотоцикла, а шестерня сателлита, имеющая меньшее количество зубьев, соединяется с цилиндрической шестерней, насаженной на приводной вал колеса коляски. Через пустотелый валик каждого из сателлитов проходит палец, наглухо укрепленный в правой и левой половинках коробки сателлитов. Наличие сателлитов с разным количеством зубьев для правой и левой цилиндрических, (полуосевых) шестерен характеризует механизм дифференциала, так называемого «несимметричного» типа. Необходимость наличия дифференциала несимметричного типа обусловливается тем, что колесо коляски нагружено всегда меньше, чем колесо мотоцикла. Поэтому сопротивление, создаваемое каждым из ведущих колес мотоцикла, различное.

Разберем действие механизма дифференциала при движении мотоцикла в различных условиях. При движении по прямой дороге полуосевые шестерни давят на сателлиты, каждая со свойственной ей силой, причем правая шестерня стремится повернуть сателлит в одну сторону, а левая — в противоположную. Размеры шестерен подобраны таким образом, что эти силы компенсируют одна другую и под их действием, имеющим одно и то же направление, но приложенным к противоположным сторонам сателлита, последний не будет вращаться вокруг своей оси и будет являться как бы клином, соединяющим в одно целое полуосевые шестерни с коробкой сателлитов, а следовательно, и с ведомой шестерней главной передачи. Таким образом, в рассматриваемом случае обе полуосевые шестерни вращаются с той же скоростью, что и ведомая шестерня.

Если же, например на повороте, одно из колес будет испытывать большее или меньшее сопротивление, чем в выше рассмотренном случае, сателлит под действием большей силы давления одной из полуосевых шестерен повернется вокруг своей оси в направлении, противоположном ее вращению, и покатится по ее зубьям. По отношению к другой полуосевой шестерне сателлит повернется в направлении, совпадающем с направлением ее вращения. Поэтому скорость вращения первой из полуосевых шестерен уменьшается, а другой возрастает настолько, насколько уменьшается скорость вращения первой шестерни.

Таким образом, дифференциал позволяет сохранять передачу тягового усилия каждому из ведущих колес независимо от разницы длины пути, который проходит одно колесо относительно другого.

Дифференциал мотоцикла не позволяет передавать на один приводной вал усилие больше, чем это обусловлено отношением сателлитов и величиной полуосевых шестерен. Это исключает движение мотоцикла в случае попадания хотя бы одного колеса на скользкий участок дороги, когда наступит буксование одного колеса при неподвижном втором колесе. Чтобы предотвратить буксование, устанавливается муфта блокировки дифференциала.

Муфта блокировки 5 с помощью кулачков соединяет правую полуось вместе с коробкой сателлитов и этим исключает действие дифференциала. Включается муфта блокировки рычагом в тех случаях, когда колеса мотоцикла начинают буксовать.

Движение с блокированным дифференциалом ведет к снижению управляемости мотоцикла и его маневренной способности.