Призрак роботизации. Часть первая: механическая

29 мая 2014

Современные машины все больше отстраняют водителя от процесса управления. Они самостоятельно определяют, как разгоняться, как тормозить… Скоро они будут нам указывать, куда и зачем ехать.


Призрак роботизации. Часть первая: механическая

Выпуск:
Журнал «МОТО» – май 2014

Автор:
Александр ВОРОНЦОВ, иллюстрации из архива редакции

Теги:
Роботизация / Автоматизация / Know-how / Техника / Устройство /

Просмотры:
3879

Оставить комментарий

Поделиться с друзьями:

Все начиналось вполне безобидно. Процесс автоматизации поначалу затрагивал лишь настолько рутинные функции, что мотоциклисты могли ему только аплодировать. Ведь на заре ХХ века водитель участвовал в управлении, как говорится, на всю катушку. Он не только поворачивал руль, прибавлял газ и задействовал тормоз. Очень важным органом управления на ранних мотоциклах была и манетка (или вращающаяся рукоятка) опережения зажигания: его изменяли не только при запуске, но и на ходу – например, на подъемах. Кроме того, водитель постоянно подкачивал масло – насос тоже был ручным. 


На ранних мотоциклах водителю приходилось не только управляться с рычагами газа, опережения зажигания и тормоза, но и вручную подкачивать масло.


Вот с автоматизации системы смазки все и началось. Поначалу механические насосы, да и смазочные жидкости были далеки от совершенства – так что вспомогательные ручные помпы еще сохранялись, для помощи на максимальных режимах. Но к началу 30-х годов процесс смазки был полностью автоматизирован. Затем неутомимые изобретатели принялись за совершенствование зажигания и карбюрации. 

Бензин – субстанция капризная и любит идеальное соотношение массы топлива к воздуху: 1:14,9. При этом, несмотря на крайнюю пожароопасность, при соотношении более 1:6 или менее 1:21 смесь бензина и воздуха воспламеняться категорически отказывается. К тому же горючая жидкость демонстрирует изощренное коварство: при избытке норовит забросать электроды свечи зажигания, а при холодном пуске осаждается на стенках впускного тракта. На самых первых мотоциклах и автомобилях применялись карбюраторы испарительного типа – просто баки, из верхней части которых отсасывались пары бензина. Тот факт, что эти аппараты заводились и даже ездили, свидетельствует лишь о бесконечной милости Господа к своим созданиям. 



В карбюраторе испарительного типа воздух смешивался с парами бензина, проходя над поверхностью топлива.


Пришедший на смену испарительному карбюратор пульверизационного типа автоматичен (чем больше проходит воздуха через диффузор, тем больше захватывается топлива), но недостаточно. Он не обеспечивает оптимального состава смеси (особенно на холостом ходу и переходных режимах) и ее переобогащения при запуске. Поэтому карбюратор быстро стал обрастать специальными системами: пусковыми, корректирующими, холостого хода. Переобеднению смеси при резком открытии дросселя препятствует ускорительный насос. Весьма популярны на мотоциклах карбюраторы постоянного разрежения (CV), в которых благодаря поршню, перекрывающему часть сечения диффузора за счет разности давлений в диффузоре и атмосфере, дозирование происходит гораздо точнее (хотя и со свойственным любой автоматике легким запаздыванием). На мотоциклах, предназначенных для продажи в горных районах, появилась даже система автоматической коррекции при изменении атмосферного давления. 



Карбюратор пульверизационного типа: водитель сам задает количество проходящего через него воздуха и подачу топлива, вращая рукоятку газа, тросом связанную с дроссельным золотником А и иглой Б.













Все эти приблуды работали в автоматическом режиме, не удавалось роботизировать лишь процесс запуска. Но на излете карбюраторной эры, в 80-е годы, появились и автоматические пусковые устройства – в них дополнительная пусковая система открыта на холодном моторе, но перекрывается при нагреве (с помощью биметаллической пластины или заполненной парафином камеры). 


В карбюраторе постоянного разрежения от ручки газа приводится дроссельная заслонка А. Положение дросселя Б определяется разностью давлений в диффузоре и атмосфере; его перемещением управляет диафрагма В.












Возиться с опережением зажигания мотоциклисты перестали с изобретением простого, но остроумного устройства – центробежного регулятора. Кулачок прерывателя соединен с подпружиненными грузами, на малых оборотах он обеспечивает небольшой угол опережения зажигания. При повышении скорости вращения грузы расходятся, преодолевая сопротивление пружин, и поворачивают кулачок, увеличивая опережение зажигания. Впрочем, гонщики до конца 60-х предпочитали системы с ручным управлением опережением зажигания. 

Автомат опережения зажигания мотоцикла М-62: намного тихоходнее своих «ме- A Б 1 – винт стопорный контактной стойки; 2 – стойка контактная; 3 – контакт неподвижный; 4 – рычаг с контактом; 5 – кулачок; 6 – пластина с осями; 7 – грузики; 8 – пластина неподвижная; 9 – болт крепления автомата; 10 – пружина автомата; 11 – винт регулировочный; 12 – корпус; 13 – стойка с фильцем; 14 – конденсатор.


Уже в 30-е годы прошлого века инженеры задумались над автоматизацией операции «выключил сцепление – переключил передачу». Так, в 1933 году английская компания BSA выпустила мотоцикл с гидромуфтой. Но подлинную популярность завоевали центробежные сцепления двух основных типов: в одном при наборе оборотов расходятся колодки, прижимаясь к барабану, в другом центробежные грузы через рычаги сжимают пакет дисков. Барабанные сцепления начали активно применять в 30-е годы в США изготовители скутеров (они там стали очень модной игрушкой, и подобные машинки клепало более десятка фирм). В 1937 году инженеры компании Salsbury сделали революционный шаг: соединили центробежное сцепление с автоматическим клиноременным вариатором. 

Вариатор применялся на мотоциклах еще до Первой мировой войны – но тогда с ручным управлением. Автоматические вариаторы появились в 30-е годы, но широкое распространение получили лишь в 50-е на французских мопедах и в 80-е – на скутерах.

Как ни странно, поначалу никто не понял, что «значение вариатора для скутера огромно». Вплоть до 80-х годов его применяли на считанных аппаратах: американские Salsbury и Harley-Davidson Topper, немецкий DKW Hobby, английский Triumph Tina. Зато французские производители мопедов оценили новое приспособление еще в 50-е годы, начав производство машин под лозунгом «Мопед, который думает за вас сам». Интересно, что за пределами Франции вариатор в ту пору такой безоговорочной популярности не снискал: итальянцы обходились односкоростными передачами, а немцы предпочли схемы с переключением с помощью нескольких автоматических сцеплений. 


Центробежное сцепление – радость для новичка. Расходясь, колодки прижимаются к барабану и передают вращение; при падении оборотов они размыкают трансмиссию, так что двигатель по неумению не заглушишь.







Не только вариатор опробовали конструкторы в 50-е и 60-е годы в качестве автоматической трансмиссии скутера. Инженеры итальянской компании Ducati и японской Fuji спроектировали модели с гидромеханическими трансмиссиями автомобильного типа, а концерн Honda в начале 60-х представил скутер Juno с гидростатической трансмиссией. 

Honda EARA, как и другие мотоциклы 70-х годов с гидромеханическими трансмиссиями, популярности не снискала.

А вот конструкторы мотоциклов к идее автоматизации трансмиссии долго оставались равнодушны – и не зря. Когда в середине 70-х свои «автоматические» модели вывели на рынок Honda, Suzuki и Moto Guzzi (все они отдали предпочтение гидромеханической трансмиссии), их ждал оглушительный провал. Неспешное переключение автомата противоречило самой идее мотоцикла! К тому же «автоматические» аппараты оказались намного тихоходнее своих «механических» аналогов: мало того, что мощность терялась в трансформаторе, так ее еще приходилось снижать, чтобы сгладить скоростную характеристику. 



Принцип действия антиклевковой системы – блокировка гидравлики передней вилки при воздействии на рычаг переднего тормоза.








Как видите, поначалу конструкторы прилагали свои усилия по автоматизации систем лишь к мотору и трансмиссии. Ходовую часть никто не трогал. Да и что там было трогать: до начала 80-х годов максимум, что могли подрегулировать владельцы дорожных мотоциклов – это предварительное поджатие пружин задних амортизаторов. А первой «автоматикой», внедренной в конструкцию шасси, стала антиклевковая система, блокировавшая гидравлику передней вилки при резком торможении. Впрочем, ее вклад в управляемость был настолько сомнителен, что, поигравшись с ней в 80-е годы, впоследствии конструкторы мотоциклов к ней не возвращались. 

Но попытки автоматизировать мотоцикл с помощью механики, гидравлики и пневматики – просто детский лепет. Настоящее превращение двухколесной машины в робот началось с внедрением электроники. Но об этом – в следующем номере.

                      Часть вторая: электронная >>

Материалы по теме:

Оставить комментарий

Для добавления комментария требуется зарегистрироваться или авторизоваться на сайте .


↑ Наверх