Двигатели Harley Davidson V-Twin - читать онлайн

F-head был отличным мотором – громким, грубым, метящим территорию маслом, к тому же, красивым; однако, для привлечения новых клиентов надо было сделать его быстрей, легче, мощней и чище.

В 1929 году Харли представил модель «Sport» – 584cc (35.6″), вдвое больший объем, чем у конкурента от Indian. Рекламировался он как «Not a lightweight!», «не легковесный!». Однако, цена была слишком большой: 445$ или около 9000$ современных долларов. Модель продавалась не очень хорошо, было продано около 900 моделей за 5 лет. К тому же, в 1920 Indian выпустил 600cc Scout V-Twin с классическим звуком potato-potato.

Двигатель Flathead производился с 1926 (один цилиндр, двухцилиндровый выпустили в 1930) по 1973. Flat переводится как «стол» или «плоская поверхность», т. е. Flathead – «плоскоголовый» – головы цилиндров плоские (не считая ребер охлаждения). Верхняя поверхность камеры сгорания также плоская. Клапаны расположены не в головах цилиндров, а сбоку от поршней, такая конструкция газораспределительного механизма называется side valve.

В начале XX века Дэвид Бьюик изобрел схему OHV или Over Head Valves: клапаны расположены в голове цилиндра, а распредвал – в блоке двигателя. Схема имела ряд плюсов – относительная простота и надежность конструкции, большая, в сравнении с side-valve, мощность при том же объеме, более компактные размеры, меньший аппетит к топливу.

Но качество горюче-смазочных материалов в те годы было далеко не лучшим и Flathead не сильно проигрывал в ТТХ моторам OHV. Владельцам приходилось регулярно чистить камеру сгорания, а компоновка side valve облегчала эту задачу. OHV тех лет были вынуждены использовать поршни для низкой степени сжатия. С ростом качества топлива и применения новых разработок Flathead были вытеснены. Но, до выхода первого OHV двигателя Харли оставалось еще далеко и компании требовался новый двигатель.

В те годы самыми популярными мотоциклами были одноцилиндровые объемом 250—350сс и цепным приводом на заднее колесо по цене около 200$. Поэтому при разработке новой модели стоимость была одним из самых важных факторов. В 1926 выпустили 500сс Flathead с одним цилиндром. В 1931—34 году производился одноцилиндровый Flathead Single 350cc. За 1926—34 годы было продано около 27000 одноцилиндровых харли.

Запуск в серию двухцилиндровых V-Twin Flathead ставил клиентов салонов в тупик и заставлял протирать полы, перемещаясь туда-сюда – одноцилиндровый 350сс весом в 270 фунтов за 235$ или же литровый V-Twin весом 500 фунтов и ценой 335$? Вскоре Indian и Excelsior выпустили 750 и 600сс V-Twin соответственно, потому харли тоже стали наращивать объем двигателей.

В 1929 вышел Flathead 45″ – 750сс V-Twin. Многие детали взяли от одноцилиндрового двигателя, мотор был красиво вписан в раму, но вес сказался на топливном аппетите и пробеге на одном баке. Model V 1930 имела двигатель объемом 74″ (1200сс). Его мощность была такой же, как и у последнего F-head V-twin, но мотоцикл был тяжелей, что сказалось на ускорении. Зато, новый 74″ был более живучим – в течение длительных и быстрых пробегов F-head перегревался, что приводило к серьезным проблемам с двигателем, а новый Flathead ехал и ехал. И это было очень кстати – дороги строились и строились, люди путешествовали все дальше и дольше, сеть авто- и мото- мастерских росла, а вместе с ними и другая инфраструктура. Теперь можно было спокойно пожевать бургер из фаст-фуда в чистом зале на сервисной станции, вместо того чтобы «собирать цветы» в чистом поле. Лучшее качество дорог позволяло развивать большую скорость. И Flathead соответствовал новым условиям. В 1937 вышел Flathead с сухим картером и рециркуляцией масла. Выпуск Flathead 74″ продолжался до 1948 года, а Flathead 45″ – до 1951.

Что любопытно, Flathead некоторое время производили в Японии: Sankyo Pharmaceuticals производила моторы и мотоциклы 45″ и 74″ в 1930-х годах под маркой Rikuo (King of the land в переводе на английский).

Армия

Харли поставляли мотоциклы для армии не впервые, еще в 1919 они поставили 7.5 тыс. мотоциклов для правительства США. Война – всегда непростое время, даже для страны, не воюющей на своей территории. Армия США объявила конкурс на поставку мотоциклов, где в итоге осталось два крупных участника – Indian и Harley Davidson. Выиграл в итоге Харли. Пожалуй, это и определило победителя в противостоянии двух компаний.

Военный мотоцикл должен быть сверхнадежным, быстрым, мощным, проходить по практически любой дороге и легко ремонтироваться. Харли таким и был. Кстати, это же послужило одной из причин бума кастомайзинга и выбора мотоклубов: горячие армейские парни частенько забирали с собой на гражданку списанные мотоциклы, переделывали в свое удовольствие и носились по дорогам мирной Америки. После окончания войны был налажен выпуск гражданских моделей WL.

Возносимый производителем и энтузиастами как главный вклад мотоциклетной индустрии Штатов в общую победу, сам WLA редко можно было встретить на родине в послевоенные годы, но позже, благодаря реимпорту из Европы, мотоцикл испытал настоящий ренессанс. Несмотря на популярность мотоцикла представление о боевом пути WLA и опыте его реального применения освещено мало.

WLA, что по принятой в Харли системе именования, означало WL-серию, армейскую модель, был милитаризованной версией HD Forty-Five, среднекубатурного (45″ или 750cc) мотоцикла, увидевшего свет в 1929 году. Forty-Five был типичным американским мотоциклом своей эпохи, с нижнеклапанным двигателем, подвеской типа спрингер без гидравлических демпферов спереди и хардтейлом сзади. Это была бюджетная модель Харли, меньше и медленней 74″ BigTwin того времени, сохранившая нижнеклапанную схему даже после введения 61″ Knucklehead в 1936.

Замкнутая система смазки, в 1937 году заменившая систему смазки «на прогар», заметно улучшила ситуацию с охлаждением и надежностью. С 1939 года на некоторые модификации стали ставить алюминиевую головку цилиндров, что тоже сильно помогало с охлаждением. В общем, к началу Второй Мировой семейство WL было уже зрелым и надежным продуктом, находившимся в производстве порядка десяти лет.

Семейство HD Forty-Five было детищем Великой депрессии, в тяжелые времена весьма востребованное как дешевое и утилитарное средство передвижения. Долгожитель семейства, трехколесная модель Servi-Car, была в продаже с 1932 аж по 1974 год. Изначально она предлагалась автосервисам, чтобы доставить механика на место и затем быть отбуксированной за автомобилем назад на сервис, плюс модель широко использовалась для курьерской доставки и розничной торговли. Известна одна фотография, на которой будущий знаменитый военный мотоцикл используется в качестве передвижного киоска с мороженым.

Непосредственно WLA появился на свет, когда в 1939 году армия США разместила заказ на специальный мотоцикл, который лучше бы подходил для военного использования по сравнению со стандартными гражданскими моделями, которые ВС приобретали в двадцатые и тридцатые годы. Прототипы WLA, с увеличенным дорожным просветом, защитой картера, движком с алюминиевыми головками, пониженной до 5.0:1 степенью сжатия и усиленным воздушным фильтром соперничали с мотоциклами Indian и Delco (подразделение GM). Последние предложили копию BMW с оппозитным мотором, карданным приводом и гидравлической телескопической вилкой. Армии очень нравился оппозит, стойкий к грязи карданный привод и комфортная подвеска, так что и Харли и Indian пришлось подготовить экспериментальные модели с этими доработками. Harley приобрел BMW R71 и предложил свою Model XA на базе него, а Indian вышел с занятным Model 841 с поперечным 90-градусным V-Twin.

Тем временем, в распоряжении армии появилось новое транспортное средство, во многом заменившее мотоцикл. Появился Willys, он же будущий Jeep. Полноприводный, массой около тонны и грузоподъемностью в четверть тонны, этот автомобиль почти во всех армейских задачах превосходил мотоцикл, поэтому ВС существенно сократили план по закупкам мотоциклов, отбросили экспериментальные Model XA и Model 841, и отдали предпочтение WLA, как готовой к массовому производству и проверенной годами конструкции. В результате, с 1940 по 1945, Харли произвели 60437 мотоциклов, из которых армия США приобрела более 23000 WLA, сделав его самым массовым мотоциклом ВС. Количественное соотношение WLA к другим моделям было примерно 4 к 1: кроме WLA в американской армии служили порядка 1000 BigTwin HD и 5500 Indian разных моделей. Ну и для сравнения, Ford и Willys поставили в армию порядка 640000 джипов за период 1941—1945.

WLA существенно отличался от британских мотоциклов, которые использовались Соединенным королевством, Канадой, Австралией, Новой Зеландией и другими странами-союзниками. Типичный британский мотоцикл был с одноцилиндровым 350—500сс двигателем, массой порядка 180 кг, существенно легче 750-кубового и 240-килограммового WLA. У британцев за счет меньшего веса и 4-х ступенчатой КПП с ножным переключением были лучше маневренные и скоростные характеристики. Трехступенчатая трансмиссия WLA с ручным переключением была медленней, но гораздо лучше подходила для перевозки бойца в полной экипировке и весь мотоцикл был более комфортным, что нравилось солдатам.

Еще меньше WLA был похож на немецкие мотоциклы. Германская армия очень активно использовала мотоциклы во всех армейских структурах. После неудачного опыта с разными моделями гражданской техники и во время стремительного перевооружения в 30-х годах, Вермахт заказал у BMW и Zundapp специально разработанные для военных нужд мотоциклы, способные нести трех полностью экипированных бойцов в условиях бездорожья. Появившиеся в результате BMW R75 и Zundapp KS750 были образцами инженерного искусства и оснащались доселе невиданными на мотоциклах новшествами: 4х ступенчатая КПП с задним ходом и понижающим рядом, коляску с приводом и блокировкой дифференциала, гидравлические тормоза с усилителем на всех трех колесах, необходимые для осаживания 420кг монстра. Массовое производство началось в 1941. Также, у Вермахта был свой джип на базе VW Kubelwagen, который был проще и дешевле в производстве. Всего было произведено 18 000 мотоциклов и 50450 джипов, что до цифр Штатов, конечно, сильно не дотягивает.

В общем, WLA не мог сравниться с маневренностью британцев и проходимостью немцев, но при этом прекрасно подходил для нужд американской армии. В штатах использование мотоциклов началось еще во времена Первой мировой, продолжилось в операции против Панчо Вилья в 1916 году, и далее в 20 и 30-х годах было приобретено порядка 20000 HD и Indian, которые использовались егерями, военной полицией и много кем еще.

Армия серьезно рассчитывала использовать мотоциклы для разведки, но отказалась от идеи по результатам испытаний 1940—41 годов, по причине того, что мотоциклы оказались весьма уязвимы и плохо приспособлены к бездорожью, особенно зимой. К моменту вступления Штатов во Вторую Мировую, для армейской разведки использовались в основном джипы и бронетехника.

Фотографии с полигонных тестов мотоциклов оказались очень зрелищными, поэтому по сей день они используются для иллюстрации применения WLA во время войны. Забавно, что на самом деле эти фотографии не имеют ничего общего с реальным использованием мотоцикла в армии. Конечно же, на самом деле WLA не летали по холмам с Томми-ганом в кофре и Капитаном Америка за рулем. Чаще всего, их можно было встретить в арьергарде, с карабинами М1.

Находясь в тени джипов и других транспортных средств, WLA практически перестали использоваться боевыми частями к середине войны. В 1943 году, армия исключила мотоциклы из штата техники мотострелковых, бронетанковых и пехотных соединений. В 1944 от мотоциклов отказались морпехи. Но тем не менее, много мотоциклов продолжало широко использоваться до конца войны.

Например, несмотря на то что многие подразделения военной полиции тоже отказались от использования мотоциклов с 1943 года, по документам и свидетельствам понятно, что на самом деле мотоциклов у них было даже больше, чем разрешено. Неудивительно, особенно если тебе нужно мало амуниции и необходимо быстро пробираться по пробкам. Всевозможные посыльные и егеря также продолжали массово пользоваться мотоциклами даже после официального от них отказа, так как на двух колесах было удобнее.

Единственное официальное исключение в политике по отказу от мотоциклов было сделано для десантников, так как джип десантировать было затруднительно, а вот двухколесная техника для десантных планеров подходила отлично. Правда WLA они не использовали. Сначала на вооружении были велосипеды, потом использовались мопеды Cushman и мотоциклы Simplex Cervicycle.

Применение WLA в армии США это лишь часть истории. Почти 60% WLA было поставлено союзникам по ленд-лизу и другим соглашениям о военной помощи. Австралия получила 4200 мотоциклов, Франция 589, Бразилия 430, Китай 1000. Канада получила 18020 мотоциклов модификации WLC с ножным переключением и ручным сцеплением, как того требовала Канадская армия. Британия получила небольшое количество WLC и более 8000 Indian, малую часть из 425000 военных мотоциклов, так или иначе приобретенных Британией во время войны. Южная Африка заказала и купила напрямую у Харли 2350 WLA с обычной железной головкой цилиндров.

Почти все WLA, которые Штаты отправили в Европу, после войны были списаны. Как и большое количество техники, включая самолеты и транспорт, иногда изношенную, а иногда совсем новую, просто уничтожали. Тем не менее, много мотоциклов было растащено и, таким образом, спасено гражданскими, так как в послевоенной Европе люди очень нуждалась в дешевом транспорте. В Штатах мотоциклы начали списывать еще до конца войны и многие из них также оказались в Европе. Большая партия канадских WLC и немного WLA были централизованно отремонтированы и нашли свое применение в Греции.

Это привело к тому, что после войны WLA в Европе был распространен сильнее, чем у себя на родине. Те WLA, что остались в Штатах, как правило годились на выброс или как заготовка для тюнинга, и в общем-то не особо ценились. В Европе напротив, со временем появились ценители и реставраторы WLA, создав своего рода культ мотоцикла-освободителя «Liberator’.

СССР

Самым большим пользователем WLA был СССР, получивший 27 100 мотоциклов за время войны. Советский союз получал мотоциклы в рамках ленд-лиза, по которому, среди прочего, было получено еще и 14000 самолетов, 6000 танков, 44000 джипов, 360000 грузовиков и т. д. WLA комплектовали целые мотоциклетные батальоны, которые в свою очередь использовались для разведки в бронетанковых и моторизованных частях. Было по крайней мере 50 мотоциклетных батальонов по 600 человек в каждом.

Перед войной СССР разработал собственный военный мотоцикл, М72 на базе BMW R71, который также послужил исходником экспериментальной модели HD Model XA. М72 был с коляской и рассчитан на трех бойцов. Производство пришлось переносить за Урал из-за угрозы наступления фашистов, поэтому во время войны произведено всего 9799 мотоциклов. Завод в последствии стал ИМЗ и поныне выпускает Уралы. Так что WLA с коляской советского производства и пассажирским сиденьем был основным мотоциклом Красной армии, а кроме того, было еще порядка 5100 Indian и небольшое количество британских BSA и Velocette. В СССР WLA ценился за надежность, грузоподъемность, комфортабельность и терпимость к низкосортному бензину.

Мотоциклетные батальоны к концу 1943 года эволюционировали в могучие мотострелковые подразделения. Сначала они оснащались только легким пехотным вооружением и мотоциклами, а к ноябрю 1943 обычно уже включали в себя 10 танков, 40 мотоциклов с автоматчиками, 10 бронетранспортеров, противотанковую батарею и минометный взвод. Все это было аналогично тому, как мотоциклы применялись и в американской армии, в подразделениях механизированной кавалерии. Такие мотострелковые подразделения шли впереди основных танковых частей, прорывались в тыл противника, занимали стратегические объекты и дошли до самого Берлина. После завершения войны СССР отказался от WLA, заменив их на М72.

А поскольку мотоциклы поставлялись в СССР, они комплектовались полноценной инструкцией на русском языке. Ниже некоторые выдержки.

Инструкция к мотоциклу WLA

Двигатель

Двигатель является силовым агрегатом, приводящим мотоцикл в движение. На мотоцикле установлен двухцилиндровый четырёхтактный двигатель внутреннего сгорания, который состоит из кривошипно-шатунного и газораспределительного механизмов, системы охлаждения, системы смазки, системы питания и системы зажигания.

Кривошипно-шатунный механизм

Кривошипно-шатунный механизм служит для преобразования возвратно-поступательного движения поршней во вращательное движение коленчатого вала.

Цилиндры и головки цилиндров

Двигатель имеет два цилиндра, отлитых из мелкозернистого серого чугуна и расположенных под углом 45°. Внутренняя, тщательно обработанная поверхность, называется зеркалом цилиндра. Верхняя наружная часть цилиндра для лучшего охлаждения имеет ребра. В нижней части, где нагрев меньше, рёбер нет. В верхней правой части цилиндра есть прилив с двумя каналами – впускным и выпускным, перекрываемыми клапанами. Кроме того, в приливе сделаны два отверстия с запрессованными чугунными направляющими втулками клапанов. К впускным каналам обоих цилиндров присоединяется впускной патрубок карбюратора, а к выпускным – выпускные трубы. В нижней части цилиндра имеется фланец с четырьмя отверстиями, в которые вставляются шпильки, прикрепляющие цилиндр к картеру двигателя. Ниже фланца находится буртик для центровки цилиндра на картере. Между цилиндром и картером проложена бумажная уплотняющая прокладка.

Сверху к цилиндру крепится болтами головка цилиндра. Головка изготовлена из алюминиевого сплава, камера сгорания типа «Рикардо». Между головкой и цилиндром проложена медная уплотняющая прокладка. На наружной поверхности головки цилиндра имеются охлаждающие рёбра, восемь отверстий под болты и отверстие с бронзовой втулкой, в которой нарезана резьба 18 мм для запальной свечи.

Картер

Картер двигателя представляет закрытую коробку, отлитую из алюминиевого сплава, внутри которой помещается коленчатый вал. Снаружи к картеру крепятся цилиндры, детали масляной системы и газораспределения.

Поршень и поршневые кольца

Поршень служит для воспринятая давления рабочих газов в цилиндре и передачи этого давления через шатун коленчатому валу. Поршень изготовлен из алюминиевого сплава и состоит из головки, юбки и бобышек. По головке снаружи сделаны три кольцевые канавки для трёх колец – двух компрессионных (верхних) и одного маслосъёмного (нижнего). Для увеличения прочности стенки поршня имеют на внутренней поверхности выше бобышек утолщённый прилив и ниже – жёсткости. Две сквозные прорези в канавке маслосъёмного кольца уменьшают передачу тепла от головки на трущуюся часть юбки поршня. Для уменьшения трущейся поверхности и собирания масла в поршне со стороны бобышек выфрезерованы карманы – холодильники.

Поршневые кольца изготовлены из мелкозернистого серого чугуна. Кольца имеют прямой разрез (замок). В свободном состояний концы компрессионных колец расходятся на 10—11 мм, а маслосъёмного на 8—9 мм. У колец, вставленных вместе с поршнем в цилиндр, зазор в замке равен 0,30—0,35 мм.

Механизм газораспределения

Механизм газораспределения служит для управления впуском рабочей смеси в цилиндры и выпуском из последних отработанных газов. К механизму газораспределения относятся: клапаны с направляющими втулками и пружинами, толкатели с направляющими втулками, ведущая шестерня газораспределения, четыре ведомые шестерни с кулачками.

Клапаны

Клапаны впускной и выпускной нижнего расположения невзаимозаменяемые. Перемещаются они в чугунных направляющих втулках, запрессованных в приливы цилиндров двигателя, и состоят каждый из тарелки и стержня. Края тарелки сняты под углом 45° и плотно прилегают к гнезду, расположенному в приливе цилиндра. Плотное прилегание клапана к гнезду достигается обычно притиркой. Для вращения клапана во время притирки на тарелке имеется специальная канавка под наконечник коловорота. Клапаны прижаты пружинами к гнездам, перекрывая таким образом впускные и выпускные каналы цилиндра. Верхним концом пружина упирается в стакан, а снизу удерживается опорной шайбой. Опорная шайба крепится двумя сухариками на стержне клапана, имеющем для этого кольцевую проточку. Нижняя шлифованная часть стержня клапана опирается на головку регулировочного болта толкателя. Стержень клапана, клапанная пружина и верхняя часть толкателя закрыты защитной телескопической трубкой, свободно надетой на стакан пружины и навинченной на прилив направляющей втулки толкателя. Между стаканом пружины и цилиндром поставлена асбестовая прокладка, уменьшающая нагрев пружины. Крайние клапаны являются выпускными, средние – впускными.