Двигатели Harley Davidson V-Twin

Конструкция с атмосферным клапаном работала, но не лучшим образом, ее производство было прекращено, а все 27 мотоциклов 5-D отозваны. В 1911 был выпущен двигатель с механическим приводом на все клапана.

В наши дни примерная стоимость модели 5D начинается от 400 000$, одноцилиндровые модели, выпущенные до 1910 года, стоят от 300 000 до 1 000 000$.

Пожалуй, первым полноценным мотоциклом в современном понимании можно назвать Model J 1915 года. Предыдущие «байки» имели педальный привод, помогавший завестись или проехать по плохой дороге. Кожаный ремень требовал внимания, растягивался, рвался и страдал от воды и грязи. А Model J получил черты, так или иначе встречающиеся в последующих поколениях.

Цилиндры спроектировали заново, впускные каналы и впускной коллектор («тройник», соединявший карбюратор с цилиндрами) увеличились, а маховики коленвала потяжелели. Двигатель обзавелся маслонасосом, однако, масло все равно расходовалось быстро и требовалось регулярно его добавлять. Если добавить слишком много, вентиляционные отверстия быстро забивались и двигатель перегревался, начиная работать как воздушный компрессор. Потому добавили небольшой прибор для контроля уровня масла.

Появилась 3-х ступенчатая КПП, сцепление и цепной привод на заднее колесо. Велосипедные педали эволюционировали и вместо них появилась одна «step-start» или кик-стартер. Водитель стоял одной ногой на земле, а второй резко нажимал педаль стартера. Мотоциклы Харли заводились таким образом до 1965 года, пока не появилась модель с электростартером. Технический прогресс подарил электрические новшества – появился отсоединяемый задний фонарь (его можно было использовать как аварийный), головной свет, звуковой сигнал и опциональный генератор.

Сцепление управлялось педалью с левой стороны мотоцикла, оно не было пружинным и оставалось разъединённым при полной остановке. Для удержания педали на месте, под контролем водителя, имелся вспомогательный рычаг в задней части КПП. Он позволял освободить ногу, например на пересеченной местности, когда удержать ее на педали трудно.

Бензобак получил больше изгибов, маслобак переместили из-под седла ближе к мотору, крылья лучше защищали от воды и грязи. Подвеска была практически «сухой» – заднее колесо поставлено жестко в раму, спереди пружинная вилка springer, но амортизировала она не лучшим образом. Также была доступна модель с коляской.

4 июля 1914, спустя всего 11 лет после создания компании, мотоциклы Харли были выставлены для участия в гонках. Дистанция составляла 300 миль на кольцевой трассе. Участвовали 6 мотоциклов, включая модифицированную версию IOE с двигателем 61″.

В 1916 был представлен Model T – мотоцикл с гоночным двигателем, главным отличием которого было наличие 2 впускных и 2 выпускных клапана на каждый цилиндр. Распредвал был гоночным, т.е. удерживал клапана открытыми дольше и поднимал их выше, плюс конструкторы увеличили каналы впуска-выпуска.

В 1920 был выпущен Model FCA «Banjo-Case» – следующий гоночный Харли. Мотор объемом 60.34″ с двумя распредвалами выиграл большое количество гонок. «Banjo-Case» – прозвище, полученное от формы картера, напоминавшего музыкальный инструмент банджо.

А в 1923 на свет появился знаменитый 8-Valve Racer. Использовались запчасти от обычных F-head, например, картер и маховики. Распредвалы находились под крышкой картера. Карбюратор располагался на привычном месте – между цилиндрами. Зажигание от Bosch, вентиляция картера была выведена в корпус первичной передачи. Из-за того, что коленвал вращался по часовой стрелке (если смотреть на мотор справа) больше масла доставалось заднему цилиндру, поэтому была сделана система маслоотражателей, более-менее выравнивавших распределение масла. Четырехклапанный двигатель выпускался в 3 вариантах: на каждый клапан был свой толкатель, на каждый толкатель свой распредвал; один распредвал с 4 кулачками или два распредвала по 2 кулачка. Выхлопные трубы были по-гоночному короткими.

22 февраля 1921 года на треке во Fresno, что в солнечной Калифорнии, член гоночной команды Otto Walker поставил рекорд скорости 107.8 миль/ч (173.5 км/ч) на кругу и выиграл гонку на 50 миль, показав скорость ~101,43 миль/ч (163.2 км/ч). Первая мотогонка в мире выиграна со скоростью больше 100 миль/ч. Для сравнения – стоковый Индиан Scout 1920 года разгонялся до ~55 миль/ч (88.5 км/ч). Смелости гонщиков можно только позавидовать: ведь из экипировки были шлем, очки, краги и куртка с сапогами, а мотоцикл был достаточно жестким, маленьким и поездка наверняка была незабываемой. Было выпущено всего около 20 экземпляров 8-valve racer, тогда они стоили по 1500$, а сейчас от 1 000 000$.

В 1926 году раму и двигатель обновили: трубы рамы стали более жесткими, двигатель находился ниже, высота по седлу стала на 3 дюйма меньше и само седло лучше амортизировало кочки и другие неровности. Назывался мотоцикл – JD.

Двигатель – переработанный IOE V-Twin: впускной клапан переместили из пространства над цилиндром ближе к камере сгорания, рядом с выпускным клапаном, один распредвал с четырьмя кулачками. Поздние модели JD имели два распредвала с двумя кулачками. Бак имел вырезы для клапанного механизма, был более обтекаемым, опционально имелись: передний тормоз, пассажирское сиденье и зеркала заднего вида.

Объем подрос до 74″, диаметр цилиндра и ход поршня составляли 3.4375 х 4″ (87.31 х 101.6 мм), мощность 18 л/с. Поршни были алюминиевыми, т.е. достаточно легкими, чтобы легче раскручивать мотор.

1928 был последним модельным годом выпуска двигателей F-head, наступала эра Flathead.

1926—1973. Двигатель Flathead

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).