В 1895 году “безопасный” велосипед, на котором могли спокойно ездить не только цирковые гимнасты, но и обычные люди, пришел на смену "пенни-фартингу" или как его еще называли "гран-би" и быстро стал популярным увлечением.
К этому времени сошлись в одном месте несколько изобретений: усталостно-прочная цельнотянутая труба, шариковый подшипник, втулочно-роликовая цепь со звездочками, спицованное колесо и пневматическая шина Джона Данлопа. А с появлением небольшого двигателя внутреннего сгорания с доступным топливом рождение мотоцикла становилось неизбежным.
Ранее, в 1890-м году фирма, основанная маркизом Де Дионом, механиком Жоржем Бутоном и инженером Шарлем Трепарду запатентовала первый бензиновый одноцилиндровый двигатель. А уже к 1900-му году De Dion-Bouton, выпустившая 400 машин и 3200 моторов к ним, стала крупнейшей автомобилестроительной фирмой в мире. Дизайн этого мотора стал прототипом для последующих поколений мотоциклетных двигателей. К этому времени изобретатели в разных странах уже делали свои мотоциклы, как с паровыми, так и с бензиновыми двигателями, но фирма Де Дон-Бутон была первой в их массовом производстве. Поскольку здесь разговор идет не об истории мотоцикла, а о технологиях, то стоит обратить внимание именно на этот мотор, как концептуальный прообраз для современных мотодвигателей. Первые двигатели были скорее доказательствами этой концепции.
A 1902 Verschaeve & Truffaut
Зажигание на первых двигателях было от калильной трубки, которую нужно было нагревать паяльной лампой, потом появилось искровое батарейное зажигание (Бесчисленные карманы на жилетках а-ля Анатолий Вассерман сегодня дань стилю, а в те далекие времена в них возили запасные батареи, провода, мелкие запчасти и инструменты для ремонта этого самого зажигания) и уже 1900-му году его заменило более надежное зажигание от магнето. Кстати, логотип компании Бош представляет собой магнето в разрезе.
Рама. Как и большинство велосипедов того времени, мотоциклы имели стальную трубчатую раму. Где сходились вместе две или более трубки, имелись литые, кованые или формованные наконечники из листового металла, в которые были вставлены эти самые трубы.
Перед вставкой трубы в наконечник, ее покрывали смесью порошкового медно-цинкового припоя и флюса, эта смесь плавилась при более низкой температуре, чем трубки и наконечники. Когда все детали были выровнены с помощью кондуктора, узлы нагревались до температуры пока паяльная смесь не плавилась, заполняя стыки. В ранних конструкциях рам, соединением трубок в нижней части служил сам двигатель. Чтобы придать раме прочность в районе рулевой колонки использовались две трубы, одна над другой, между которыми располагался топливный бак. Такая плоскостная конструкция была оправдана на маломощных двигателях, но с ростом мощности и скорости, это приводило к вобблингу и рысканью.
Первые топливные баки были сделаны путем складывания тонкого листового металла в плоскую прямоугольную форму и пайки перекрытий для герметичности. Это было похоже на что-то типа банки для печенья. Отдельно припаивались заливная горловина и сливная трубка. Как и следовало ожидать, такая конструкция была уязвима к вибрации. Изначально в топливном баке был отсек, куда заливалось масло для подачи в двигатель капельным способом. Пока их не вытеснили в 30-е годы масляные насосы в системах, где масло циркулировало в двигателе.
Поскольку ранние двигатели имели свои клапаны сбоку, а не над цилиндром, они не были высокими. Довоенные (в смысле до первой мировой войны) мотоциклы были низкими, длинными и узкими. Но с появлением двигателей OHV (Overhead-valve - двигатели с верхним расположением клапанов), более коротких колесных баз, позволяющих рулить быстрее, баков, располагающихся над рамой. Пионерами такого дизайна были Жорж Броу (Brough) и Ховард Дэвис (Howard R. Davies “HRD”) Такая конструкция бака стала возможной, когда началась применяться сварка, а не пайка.
A 1932 Vincent HRD Python Sport.Jeff Allen
Колеса первый мотоцикл позаимствовал у велосипеда и спицованное колесо и по сей день остается более прочной и устойчивой к деформациям конструкцией, чем литое.
Тормоза. Тормозить на первых мотоциклах было меньшей проблемой, чем разогнаться, поэтому развитию тормозных систем не уделялось должного внимания. Переднего тормоза вообще не было, задний был слабым в виде ленточного клиноременного.
Двигатель. Паровой двигатель, как электрический, к примеру, тянет практически сразу, а двигателю внутреннего сгорания нужно раскрутиться. Нужно заполнить цилиндр смесью, сжать ее и поджечь, повторяя циклы из раза в раз. У первых, мотоциклов, у которых был прямой привод от двигателя к колесу ремнем требовалось перезапускать его после каждой остановки. Тогда как первые автомобили уже имели сцепление. Также, большой проблемой были пригорки. Тяги двигателя, необходимой чтобы разогнать мотоцикл на ровном участке до 40 км/ч было недостаточно, чтобы заехать в гору. И первые мотоциклы имели педали, чтобы водитель мог помогать своими силами. Кстати, такая конструкция применяется и по сей день не некоторых мотовелосипедах с маленьким моторчиком.
Мы уже привыкли, что современнные мотоциклы чаще всего имеют привод на заднее колесо и это либо цепь, в большинстве случаев, либо карданный вал. Но на заре мотоциклостроения конструкторы испытвали и более экзотические типы приводов. Например, вспомогательное боковое заднее мотор-колесо
Или навесной мотор над переднем колесом
Коробка передач. Простота конструкции первых мотоциклов обеспечивала их привлекательную цену, по сравнению с автомобилями, но прогресс на месте не стоял и в 1911-м году в гонках на острове Мэн было запрещено использование педальной тяги. Что заставило инженеров придумать какую-то форму переменного передаточного отношения между двигателем и задним колесом. Самым простым решением были ременные шкивы переменного диаметра, очень похожие на современные приводы скутеров. Но главным победителем первого беспедального трофи на острове Мэн в 1911 – м был Индиан с двухскоростной коробкой передач, занявший первые три призовые места.
После такой наглядной демонстрации встал вопрос: сколько должно быть передач? В итоге трехступенчатые коробки прослужили большую часть 20-х годов, в 30-х, когда характер двигателей постепенно менялся «от быка до гончей» настало время 4-х ступенчатых коробок. Более высокооборотистые двигатели выдавали максимальную мощность в узком диапазоне оборотов и поэтому увеличивалось количество передач.
Подвески. Первым шагом было укрепление стандартной и довольно гибкой велосипедной вилки стойками, чтобы остановить ее постоянную поломку при более высоких скоростях движения мотоцикла. Еще лучше было бы допустить некоторую гибкость в виде пружинного крепления переднего колеса. Эта идея привела к появлению параллелограммной рычажной вилки, которая использовалась на мотоциклах вплоть до появления первых телескопических вилок аж после второй мировой войны.
Про эволюцию передней подвески можно отдельно почитать тут. Параллелограммная вилка была достаточно жесткой, с малым ходом и точность рулевого управления сильно зависела от качества подгонки всех деталей. О задней подвеске в те времена речи не шло совсем. Был так называемый «сухарь». Попытки обеспечить комфорт и удержание дороги с помощью подпружиненного заднего колеса столкнулись с непониманием инженерами того, насколько жесткой должна быть такая система. Хотя Индиан предлагал пружинную заднюю подвеску в качестве опции как раз перед Первой мировой войной, она работала слишком плохо. Поэтому вплоть до 1935 года, когда блестящий Стэнли Вудс выиграл 500 TT на Guzzi с задней подвеской, мото-староверы настаивали на том, что “ничто не рулится лучше, чем сухарь.” И это было правдой, ранние спрингеры мотало в поворотах.
С ростом скорости встал вопрос о аэродинамическом сопротивлении. Мотоциклы стали обвешивать обтекателями, сначала это были гнутые стекла, как на кабинах самолетов, потом отдельные элементы клеили из нескольких слоев стеклоткани вручную. При изготовлении требовалось сначала сделать две совпадающие по форме детали - матрицу и пуансон - между ними закладывались послойно листы ткани, пропитанные клеем, все это сжималось и после высыхания получалась готовая деталь. Легендарный новозеладский гонщик Берт Монро, на своем "самом быстром Индиане", поставил мировой рекорд скорости в возрасте 68-ми лет, соорудив помимо прочего обтекатель, закрывающий весь мотоцикл и самого гонщика. Сейчас эта же технология применяется в том чиле при изготовлении композитных (клееных) мотошлемов. Основой служит или та же стеклоткань или более легкий и прочный карбон.
Эволюция мотоцикла была обусловлена скорее непосредственной необходимостью, чем изобретателями. Когда мотоциклы с более короткой колесной базой были более отзывчивыми и выигрывали гонки за счет более быстрого маневрирования, более длинные колесные базы выглядели устаревшими и ушли в туман истории. Когда маломощные двигатели с боковыми клапанами стали признаком тарахтелок, типа мотокультиваторов, на их место пришли новые двигатели OHV и мотоциклы стали выше ростом. Олдскульные мотоциклисты изо всех сил цеплялись за свой заветный длинный и низкий лоурайдер, в то время как молодёжь провожала взглядом новые модные короткие и высокие «спортбайки».
В 1907-м году неподалеку от Лондона был построен первый в мире трек Бруклендс, который стал главным испытательным полигоном британской автомобильной промышленности, а также местом проведения гонок на автомобилях и мотоциклах.
Это место стало фактически английским практическим университетом автомобильного транспорта. Поскольку увеличивающаяся тяга более мощных двигателей приводила к деформациям традиционных длинных и тонких рам, ключом к стабильности на более высоких скоростях становилась бОльшая жесткость. Им на смену пришла пространственная рама типа птичья клетка и бОльшие диаметры труб. Традиционалистам всегда не нравились перемены, они считали, что мотоцикл не должен весить больше 70-ти килограмм и должен выглядеть изящно, как велосипед. Но ничто не могло остановить стремительную эволюцию мотоцикла, управляемого столькими гонщиками, инженерами и бизнесменами. Возможно, мы любили то, чем был мотоцикл, когда нам было 20 лет, но мы можем быть уверены, что все снова станет другим, даже почти неузнаваемым, через 10 лет, через 20, через всю жизнь. Его эволюция была обусловлена тем, что практичные люди находили решения текущих проблем и реализовывали их своими руками. Мотоцикл привлекает нас тем, что становится продолжением нашего физического и эмоционального "я".
Текст: Кевин Кэмерон, Мотошкола.ру
