Появление мотоцикла наиболее дешёвого из механических видов транспорта – относится к концу прошлого столетия. Для выявления сравнительных достоинств различных конструкций мотоциклов во многих странах были организованы гонки и пробеги, которые должны были определить скорость, надёжность, экономичность нового вида транспорта.
Фирмы, начавшие выпуск мотоциклов, использовали результаты гонок для рекламы своей продукции и по этому, вступили в ожесточённую борьбу между собой на спортивной арене.
На заводе им. В.А.Дегтярёва производство мотоциклов для шоссейно-кольцевых соревнований в классе 125 куб.см. было начато в 1948 году спустя два года после постановки на производство дорожного мотоцикла К-125. Выпуск его подходил к концу в 1957 г., в то время происходил переход на дорожный мотоцикл класса 175 куб.см. Одновременно завод осваивал новые модели спортивных мотоциклов для кроссовых, многодневных и шоссейно-кольцевых соревнований класса 175 куб.см.
Для шоссейно-кольцевых соревнований использовали замкнутые кольцевые маршруты, составленные из дорог нормального профиля, позволяющие развивать максимальную скорость. Кольцо состояло из прямых участков, крутых поворотов, подъёмов и спусков.На дорогах такого профиля мотоцикл подвергался всесторонним динамическим нагрузкам. Полная дистанция шоссейно-кольцевой гонки составляла 100…150 км, при длине круга 5…15 км.
К соревнованиям по шоссейно-кольцевым гонкам для мотоциклов класса 175 куб. см. допускались серийные мотоциклы отечественного производства.
В конструкцию этих мотоциклов спортсмены имели право вносить ряд изменений, направленных на формирование двигателя, без изменения цилиндро-поршневой группы. Разрешалось применение любой конструкции глушителя, замена отдельных агрегатов мотоцикла, кроме двигателя и рамы.
Международные соревнования по шоссейно-кольцевым гонкам в классе 175 куб. см. не проводились. В Советском Союзе проводились Чемпионаты СССР в этом классе, среди мужчин и женщин.
Вновь мотоцикл для шоссейно-кольцевых соревнований «Ковровец-175ШК» был поставлен на производство в 1971 г. Мощность его составляла 14 л.с., масса – 95 кг, скорость — 125 км/ч, размер колёс – 3,00Х19.
Стоящий в то время на производстве спортивный мотоцикл для шоссейно-кольцевых соревнований нуждался в существенной доработке. Это в основном относилось к улучшению посадки спортсмена, надёжности конструкции, повышению мощности и скорости.
Следующая выпускаемая заводом модель мотоцикла «Восход-175ШК-2» имела так же небольшую мощность двигателя (16 л.с.) и скорость (130 км/ч), в связи, с чем ЦК ДОСААФ СССР обратилось к нашему Министерству о разработке новой более совершенной модели мотоцикла для шоссейно-кольцевых соревнований. В следовательно приказом Министра № 69 от 26.01.77 была начата разработка по теме КГ5-204-77 «Спортивный мотоцикл для шоссейно-кольцевых внутрисоюзных соревнований в классе 175 куб.см».
Двигатель
Для улучшения динамических характеристик нового мотоцикла были проведены работы по дальнейшему форсированию двигателя «Восход-175ШК-2», в результате чего была достигнута мощность, равная 18 л.с. при числе оборотов коленчатого вала 6500-6800 об/мин.
Работы по форсированию двигателя были сведены к следующему:
- анализ фаз газораспределения, геометрических размеров продувочных, впускного и выпускного окон;
- выбор типа карбюратора, проходного сечения впускного канала, оптимального диаметра диффузора карбюратора и пропускной способности главного жиклёра;
- выбор оптимальной степени сжатия и формы камеры сгорания
- подбор геометрических размеров выпускной системы с целью получения мощности 18 л.с;
Испытания проводились на двух серийных двигателях «Восход-175ШК-2», прошедших обкатку в стендовых условиях в течение 10 часов.
С целью повышения КПД шатунно-поршневой группы в верхней головке шатуна данных двигателей был установлен игольчатый подшипник 464802Д1 ТУ 37 006.060-73 по рекомендациям ВНИПП под палец диаметром 14 мм.
В результате анализа конструкций двигателей лучших зарубежных образцов данного типа класса 175 см/ куб, а также в процессе снятия внешних скоростных характеристик и определения мощностных показателей двигателей «Восход-175ШК-2» было установлено, что заложенные в чертежах геометрические размеры впускных, выпускных и продувочных окон и существующие фазы газораспределения обеспечивали мощность двигателя равную 18 л.с. и изменений не требовали, по этому доводочные работы свелись к подбору выпускной системы, карбюратора, его регулировок, выбору оптимальной степени сжатия и камеры сгорания. Кроме того, был уточнён оптимальный угол опережения зажигания, который составлял 2-2,5 мм до В.М.Т.
Внешние скоростные характеристики снимались с использованием карбюраторов «Йков» с различными диаметрами диффузоров при этом были получены удовлетворительные результаты. Из протекания внешних скоростных характеристик и по максимальным мощностным параметрам, достигнутым при установке карбюраторов, с диффузором 28, 30 и 32 мм, и главным жиклёром производительностью 210-220 куб/см. было установлено, что оптимальный диаметр диффузора карбюратора для двигателя «Восход-175ШК-3» составлял 30-32 мм.
Для уменьшения уровня вибрации карбюратора, что отрицательно влияло на процесс смесеобразования и снижения его нагрева, карбюратор крепился к цилиндру двигателя посредством впускного патрубка из армированной резины.
Подбор выпускной системы производился с помощью специального раздвижного глушителя, в результате чего были определены размеры конусов, цилиндрической части, длины и диаметра выпускного патрубка, обеспечивающие заданную мощность 18 л.с.
Цилиндр двигателя, как и на прежней модели был выполнен из алюминиевого сплава, с запрессованной чугунной гильзой. Поверхность и форма оребрения выбирались с учётом обеспечения оптимального теплового режима. Цилиндр имел прямой выхлоп, что способствовало повышению мощности.
Испытания двигателей при установке головок цилиндра с различными вариантами исполнения камеры сгорания и различной степенью сжатия показали, что наилучшие результаты с точки зрения максимальной мощности и протекания внешней скоростной характеристики имели место при установке головки с геометрической степенью сжатия, равной 10,5-11,0 и смещённой в сторону впускного окна сферической камерой сгорания. С целью повышения надёжности поршень был запроектирован кованой конструкции из сплава АК-4.
Коробка перемены передач
Коробка перемены передач спортивного мотоцикла «Восход-175ШК-3» оставалась та же, что и в предыдущей модели «Восход-175ШК-2». Передаточные числа коробки приведены в таблице.
Ввиду того, что в коробке передач были использованы шестерни с дорожного мотоцикла «Восход-2» передаточные числа коробки и их разбивка между собой не в полной мере соответствовала тем требованиям, которые предъявлялись к коробкам передач гоночных мотоциклов. Для частичного устранения этого недостатка, а именно, для более точного выбора общего передаточного числа трансмиссии для достижения максимальной скорости на трассе соревнований, мотоцикл комплектовался сменными звёздочками главной передачи.
На двигателе можно было поставить звёздочки с числами зубьев Z=14, 15, 16, а на заднее колесо звёздочки с числами Z=42, 43, и 44.
Из девяти предложенных вариантов предложенных вариантов передаточных отношений главной передачи спортсмен подбирал один, в зависимости от характера трассы соревнований.
Передача крутящего момента от кривошипа через сцепление на коробку передач осуществлялась, как и в предыдущей модели мотоцикла через двухрядную цепь 2ПВ-9, 525-1800 ГОСТ 10947-64. Передаточное число этой моторной пары – 2,07.
Механизм сцепления и механизм выжима сцепления в новой модели мотоцикла не изменились и были полностью идентичны применяемым ранее на мотоцикле «Восход-175ШК-2».
Механизм переключения передач
В коробке передач спортивного мотоцикла «Восход-175ШК-2» был применён тот же механизм переключения передач, который с успехом применялся на дорожном мотоцикле «Восход-2», а в последствии был применён и на шоссейно-кольцевом мотоцикле «Восход-175ШК-3».
Отличительная особенность механизма переключения передач от предыдущей, заключалась в системе привода.
В новой модели мотоцикла сложная система рычагов, нуждающаяся в постоянной регулировке, была упрощена по рекомендации спортсменов, до одного рычага, закреплённого непосредственно на валике переключения по направлению, к заднему колесу. В связи с этим изменился порядок переключения передач на обратный, т.е. если раньше для включения первой передачи рычаг переключения нажимался ногой вниз, то теперь его нужно было поднять вверх. С применением нового рычага конструкция привода стала проще и надёжней.
Электрооборудование
На мотоцикле была применена безконтактная электронная система зажигания с накоплением энергии в емкости, включающую в себя:
- генератор переменного тока типа Г427 синхронный, с датчиком зажигания
- электронный коммутатор типа КЭТ-1 тиристорный;
- высоковольтный трансформатор типа Б300Б с разомкнутой магнитной цепью;
Диапазон безперебойного искрообразования на 7-милиметровый электронный разрядник 350….7700 об/мин.
Данная схема обеспечивала надёжный запуск двигателя и его устойчивую работу до скорости вращения коленчатого вала двигателя 7000 об/мин.
Ходовая часть
Сварная конструкция рамы была изготовлена из труб 30ХГСА.
Двойной передний подкос рамы давал возможность использовать конструкцию цилиндра с прямым выхлопом, что обеспечивало более компактное размещение глушителя.
Общая компоновка мотоцикла проводилась с учётом обеспечения бокового наклона не менее 50 градусов.
Конструкция маятника мотоцикла «Восход-175ШК-3» оставалась без изменений.
Передняя вилка мотоцикла «Восход-175ШК-3» телескопического типа с внутренними пружинными элементами одностороннего действия, имеющая гидравлические буферы при ходах сжатия (прямой ход) и отбоя.
Ход передней вилки составлял 140 мм.
В конструкции вилки было применено устройство, позволяющее:
- при ходе сжатия жидкость выдавливалась из нижней полости подвижных труб несущими основными трубами, диаметр которых составлял 35 мм, проходила через клапан обратного хода в верхнее пространство под поршнем, излишняя жидкость протекала через отверстие в штоке в пространство над поршнем. При этом создавалось незначительное сопротивление, так как отверстия, через которые проходила жидкость, имели значительную площадь сечения;
- в конце прямого хода в зоне утолщённого основания стоек гидравлическое сопротивление значительно возрастало, создавая буфер сжатия, равный 50 кгс, так как зазор между нижним утолщенным основанием (втулкой буфера) и втулкой клапана составляла малую величину;
- при ходе отбоя скорость в над поршневом пространстве снижалась за счёт перекрытия жидкости клапаном обратного хода, посредством кольцевого зазора между втулкой клапана и наружным диаметром трубы гидроамортизатора жидкость вытеснялась в нижнюю полость подвижной трубы через верхнее отверстие в трубе гидроамортизатора, имеющего незначительную площадь сечения, создавая при этом гидравлическое сопротивление на всём ходе отбоя 60 кгс. в конце хода отбоя создавался верхний гидравлический буфер, равный 90 кгс, в момент перекрытия верхнего отверстия трубы гидроамортизатора, плавающим клапаном, после чего жидкость вытеснялась через кольцевой зазор между клапаном и наружным диаметром трубы гидроамортизатора, создавая тем самым значительное сопротивление;
Основные трубы для защиты от коррозии покрывались хромом, толщина покрытия составляла 9 микрон.
Задняя подвеска спортивного мотоцикла «Восход-175ШК-3» использовалась с прежней модели мотоцикла «Восход-175ШК-2», без каких либо изменений.
Колёса
Колёса мотоцикла «Восход-175ШК-3» комплектовались шинами нового более прогрессивного профиля модели Л-236 (3,5Х18) вместо шин моделей Л-169 и Л-170 (3,00Х19) мотоцикла «Восход-175ШК-2».
Модель Л-236 являлась взаимозаменяемой для переднего и заднего колёс.
Как уже сообщалось, мотоцикл «Восход-175ШК-3» оснащался набором сменных звёздочек задней передачи, которые позволяли спортсмену осуществить более тонкий подбор передаточных отношений к индивидуальным особенностям трасс. В старой конструкции заднего колеса крепление задней звёздочки осуществлялось с помощью четырёх болтов. При смене зубчатки резьба в ступице ослаблялась, и крепление становилось ненадёжным.
В новой конструкции заднего колеса крепление зубчатки осуществлялось с помощью четырёх шпилек и гаек.
Для повышения эффективности торможения новые тормозные барабаны были запроектированы чугунными, размер которых оставался без изменения и составлял 180 мм. Материалом тормозных колодок являлась асбестокаучуковая масса ТУМХП №3027-71.
Руль
Регулируемый по высоте руль мотоцикла «Восход-175ШК-3» так же как и на прежней модели состоял из двух отдельных рукояток, которые крепились с помощью хомутов к основным трубам передней вилки, между траверс.
Топливный бак
Полученный опыт в соревнованиях показал, что конструкция крышки топливного бака мотоцикла «Восход-175ШК-2» не способна предохранять разлив топлива при падениях на трассе во время соревнований. На новом топливном баке применялась алюминиевая крышка с резьбовым соединением через резиновое уплотнительное кольцо. Для выравнивания давления в полости бака, в верхней его части вваривался штуцер, на который надевался резиновый шланг. Ёмкость нового топливного бака составляла 14 литров, что обеспечивало прохождение трассы полностью.
Обтекатель, седло
При разработке модели «Восход-175ШК-3» наряду требованиям эстетики были предъявлены требования по улучшению аэродинамических свойств. Таким образом, были выбраны формы обтекателя и хвостовой части седла.
При разгоне мотоцикл преодолевает силы сопротивления качению, воздуха и инерции. В общем балансе этих сил большое значение имеет сопротивление воздуха.
Завихрения являются основной причиной возникновения сопротивления воздуха, наряду с этим сопротивление воздуха обусловлено трением воздуха о поверхность мотоцикла.
Для уменьшения лобового сопротивления была определена полусогнутая посадка спортсмена, а спина водителя занимала почти горизонтальное положение но, всё же мотоцикл с водителем представлял фигуру с плохой обтекаемостью.
Для улучшения формы мотоциклы для шоссейно-кольцевых соревнований снабжались обтекателями, имеющими плавные формы. Назначение обтекателя состояло в уменьшении вихреобразования.
Мотоцикл «Восход-175ШК-2», был снабжён обтекателем заводской конструкции.
В новой модели мотоцикла, по рекомендации спортсменов Прибалтики, за основу конструкции обтекателя была принята конструкция японской модели «Ямаха» с корректировкой его под размерность мотоцикла «Восход-175ШК-3». Вырезы в обтекателе не затрудняли управление мотоциклом.
Ранее лобовое стекло изготавливалось с помощью нагревания органического стекла в термокамере с последующим его выдавливанием. При этом стекло получалось плохого качества и имело большой процент брака.
Конструкторами завода была разработана установка для выдувания стекла сжатым воздухом, нагретым до 120…130 градусов.
По просьбе спортсменов лобовое стекло поставлялось в заготовке, дающей возможность подгонки его к индивидуальным особенностям спортсмена.
Щиток переднего колеса
Изготовленный из стеклопластика передний щиток крепился при помощи кронштейнов, приваренных к подвижным трубам вилки. Для надёжности в задней части крыла предусматривалось дополнительное крепление в виде проволочных «усов».
Окраска мотоцикла производилась в два цвета. При выклеивании обтекателя, каркаса седла и переднего щитка в декоративный слой добавлялся краситель голубого цвета. Остальная экипажная часть окрашивалась в чёрный цвет.
Испытания
В течение I-II кв. 1977 года по разработанной технической документации был изготовлен опытный образец мотоцикла «Восход-175ШК-3» и передан на испытания в условиях чемпионата СССР члену сборной команды ЦСК мастеру спорта Тюрину В.В.
Товарищ Тюрин принял участие во всех 4-х этапах чемпионата, проводимых в г.г. Киеве, Каунасе, Риге, Таллине.
Его спортивные результаты были следующими:
- Рига I этап. Принимало участие 35 человек, — 12 место.
- Каунас II этап. Принимало участие 31 человек, — 3 место.
- Средняя скорость на дистанции 121,4 км/ч, у лидера Маро Тыну – 122,8 км/ч.
- Время лучшего круга 2,54 мин., у лидера – 2,52.
- Киев III этап. Принимало участие 30 человек, — 9 место.
- Таллин IV этап. Принимало участие 35 человек – 9 место.
Перед началом гонки произошло разрушение поршня, который был заменён на новый не прошедший обкатку. Иначе результат был бы лучше.
По сумме результатов IV этапов мастер спорта Тюрин занял 10 место.
По окончании Чемпионата был составлен протокол испытаний мотоцикла «Восход-175ШК-3»
Комиссия отметила, что мотоцикл соответствует техническому заданию и «Восход-175ШК-3» может быть рекомендован для постановки на серийное производство.
От ЦАМК СССР протокол подписали старший тренер сборной команды т. Кузьмин и член сборной команды РСФСР мастер спорта т. Тюрин.
По результатам этих испытаний, мотоцикл соответствовал техническому заданию и был рекомендован в серийное производство с последующим использованием для внутрисоюзных соревнований.
Основные технические параметры мотоцикла «Восход-175 ШК-3
| База, мм, не более | 1300 |
| Угол бокового наклона, не менее | 50° |
| Масса (сухая), кг не более | 90 |
| Максимальная скорость, км/ч не менее | 135 |
| Рабочий объём двигателя, см³ | 173,7 |
| Номинальный диаметр цилиндра, мм | 61,75 |
| Ход поршня, мм | 58 |
| Степень сжатия | 10-11 |
| Максимальная мощность, л.с | 18 |
| Максимальный крутящий момент, кгс.м | 1,9 |
| Число оборотов, соответствующее максимальной мощности, об/мин не менее | 6500 |
| Число оборотов, соответствующее максимальному крутящему моменту об/мин не менее | 6000 |
| Карбюратор | Иков (К-62 диаметр диффузора 32) |
| Топливо | Бензин автомобильный, с октановым числом не менее 85 по ГОСТ 2084-67 |
| Коробка передач | 4-х ступенчатая |
| Сцепление | Многодисковое в масляной ванне |
| Электрооборудование | Электронное безконтактное, генератор Г-427, высоковольтный трансформатор Б-300Б, коммутатор электронный КЭТ-1 |
| Рама | Трубчатая, сварная, с двойным передним подкосом |
| Передняя вилка | Телескопическая, пружинная с гидравлическими амортизаторами. Ход 140 мм |
| Подвеска заднего колеса | Маятниковая с пружинногидравлическими амортизаторами. Ход 85 мм (90 мм по оси колеса) |
| Тормоза | Колодочные, барабанного типа. Диаметр тормозных барабанов 180 мм |
| Размер шин (переднего и заднего) | 75-459 (2,75 Х 18) |
| 75-459(2,75 Х 18) |
Уровень унификации и стандартизации
Мотоцикл должен был отвечать требованиям ГОСТов, ОСТов, нормалей и других НТД, включать в себя максимально-возможное количество стандартных деталей, а также иметь максимально-возможное количество деталей и узлов, унифицированных с мотоциклом «Восход-175ШК-2».
Уровень унификации – 80%.
Мотоцикл «Восход-175ШК-3» имел ряд узлов и деталей, взаимозаменяемых с узлами и деталями других мотоциклов отечественного производства:
- по поршню, поршневому пальцу и поршневым кольцам с мотоциклом «ИЖ Юпитер» класса 350 см³;
- по электрооборудованию с мотоциклом «Восход-2А»;
На мотоцикле взаимозаменяемые шины. На переднем и заднем колёсах была использована шина Л-236.
Эксплуатационные материалы
Эксплуатация мотоцикла «Восход-175ШК-3» предусматривала эксплуатацию мотоцикла на бензине с октановым числом не менее 85 по ГОСТ 2084-67. Для смазки цилиндро-поршневой группы и коробки перемены передач использовались масла моторного типа М6В, М6Г, М8В, М8Г, М10В, М10Г по ГОСТ 17479-72 или авиационные типа МС-20, МК-22, МС-20С ГОСТ 21743-76.
Для заправки вилки и подвесок использовалось веретённое масло АУ ГОСТ 1642-75.
Обеспечение требований безопасности
Органы управления и предохранительные особенности узлов и деталей мотоцикла.
Рычаги сцепления и ручного тормоза имели на концах шарообразные наконечники. Передний щиток, обтекатель и задняя часть седла изготавливались из стеклоткани и не имели острых рёбер.
На мотоцикле «Восход-175ШК-3» применялись независимые друг от друга тормоза колодочного типа, действующие на переднее и заднее колёса. Усилия на ручной и ножной тормоз не превышали соответственно 15 и 35 кг.
Глушитель шума выпуска, применяемый на мотоцикле «Восход-175ШК-3», обеспечивал уровень шума, не превышающий 89 дб.
Для улучшения аэродинамических параметров мотоцикл снабжался обтекателем с прозрачным лобовым стеклом. Новая технология изготовления лобового стекла, позволяла получить одинаковую толщину стекла по всей площади и спортсмен имел обзорность как параллельно дороги, так и под углом.
Эксплуатационная и ремонтная технологичность
Ряд работ по обслуживанию мотоцикла в период эксплуатации мог проводиться без разборки узлов и агрегатов:
- снятие обтекателя, крепление которого осуществлялось с помощью стяжных резинок;
- смена масла и промывка коробки перемены передач;
- регулировка опережения зажигания;
- регулировка карбюратора;
- регулировка органов управления;
- регулировка натяжения цепи;
- регулировка привода тормозной системы;
Заводом изготовителем гарантировалась надёжность конструкции и работоспособность мотоцикла «Восход-175ШК-3» с сохранением технических параметров в течение 1000 км пробега сначала эксплуатации.
Мотоцикл был проверен на патентную чистоту по странам СССР, ЧССР, Болгарии. Оригинальные решения были защищены авторскими свидетельствами.
Экономические показатели
Предполагаемый годовой выпуск – 80 шт.
Ориентировочная цена – 480 руб.
Экономическая эффективность не могла быт подсчитана из-за специфики мотоцикла.
Транспортирование и хранение
Консервация мотоциклов производилась согласно общей инструкции на хранение мотоциклов.
Хранение законсервированных мотоциклов подготовленных к отправке могло осуществляться на открытых площадках.
Транспортировка мотоциклов осуществлялась в решётчатой укупорке в вагонах, грузовых автомобилях, в горизонтальном (вниз колёсами) или вертикальном (вверх передним колесом) положениях.
По просьбе ЦК ДОСААФ лобовое стекло транспортировалось отдельно в виде заготовки. Это давало возможность подгонки лобового стекла и обтекателя под индивидуальные особенности спортсмена (в основном роста).
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В заключении технического отчёта было написано:
«Разработанный мотоцикл в целом отвечает требованиям по надёжности, мощности двигателя, массы и основным техническим параметрам, предъявляемым к мотоциклам для внутрисоюзных соревнований.
Мотоцикл «Восход-175ШК-3» может быть рекомендован в серийное производство, однако, следует отметить, что мощность 18 л.с. всё же является минимальной для шоссейно-кольцевых мотоциклов и работы по повышению мощности следует считать первостепенными».
Мотоцикл «Восход-175ШК-3» выпускался с 1977 по 1980г. Годовой выпуск составлял 20-30 машин.
