Первые самоходные двухколесные экипажи почти одновременно создали француз Луи-Гийом Перро и американец Сильвестр Роупер в 1869 году. Это были деревянные велосипеды с легкой паровой машиной. Желающих оснастить «бицикл» паровым двигателем хватало. Например, по чертежам Л. Коупленда фирма «Норторп» в 1880-е годы изготовила около 200 двух- и трехколесных паровых велосипедов.
В 1885 году немецкий инженер Готлиб Даймлер сконструировал компактный двигатель внутреннего сгорания и для демонстрации его в действии установил на деревянный велосипед. Мелкосерийное производство аналогичных самоходов в Германии освоили братья Генрих и Вильгельм Хильдебранды совместно с Алоисом Вольфмюллером. Они впервые применили на двухколесном экипаже пневматические шины и двухцилиндровый двигатель, назвав новинку мотоциклом (от латинского «мотор» — «приводящий в движение» и греческого «циклос» — «колесо»), то есть моторизованным велосипедом.
Всемирное признание к мотоциклам пришло в 1895 году, когда французские изобретатели Альбер де Дион и Жорж Бутон создали очень легкий одноцилиндровый четырехтактный двигатель внутреннего сгорания, установив его на специально спроектированную трехколесную конструкцию. Получился трицикл «Де Дион-Бутон». По лицензии этой фирмы и зачастую с ее моторами трициклы строили во многих странах. В России в конце XIX – начале XX века они выпускались в течение десяти лет.
В 1897 году русские журналисты Евгений и Михаил Вернеры освоили во Франции изготовление велосипедов с легким моторчиком, закрепленным над передним колесом, с приводом на него через ременную передачу. В 1898 году на мотоциклах чешской фирмы «Лаурин-Клемент» двигатель внутреннего сгорания расположили, как на самоходе Даймлера. Это взяли на вооружение другие конструкторы при создании новых моделей. Среди пионеров мотоциклостроения были заводы «Нортон» (Англия), «Пежо» (Франция), НСУ (Германия), «Лейтнер» (Россия), «Харлей-Дэвидсон» (США), «Ямаха» (Япония).
К 1925 году более ста заводов в мире выпускали мотоциклы. Их конструкции столь различались, что понадобилась классификация. В ее основу лег рабочий объем двигателя. Так выделили три класса моторов: легкий — до 300 кубических сантиметров, средний — от 350 до 650 и тяжелый — более 750.
Сегодня принята другая классификация. В ней принимаются во внимание два важнейших критерия: назначение машины и ее компоновка. Руководствуясь ими, например, журнал «Мир мотоциклов» выделил следующие основные классы: мотовелосипеды, минибайки, мопеды, скутеретты, мотороллеры, стандартные или «классические» мотоциклы, чопперы, спортбайки, туристские мотоциклы, мотоциклы двойного назначения, мотоциклы специального назначения, спортивные мотоциклы, мотоциклы с колясками, мотовездеходы.
Мотовелосипеды — простейшие представители мира мотоциклов, они отличаются от обычных велосипедов наличием «подвесного мотора», в качестве которого все чаще применяют не традиционный тепловой, а электрический двигатель.
Минибайк представляет собой маленький мотоцикл на миниатюрных, обычно не более чем 13-дюймовых, колесах. Для минибайков характерна очень плотная, даже по мотоциклетным меркам, компоновка. Чаще всего применяется хребтовая рама с подвешенным к ней снизу двигателем.
Термин «мопеды» образован от слов «мотор» и «педаль». Это моторизованное транспортное средство со вспомогательным педальным приводом. Правда, в последнее время многие фирмы отказались от педального привода, вместо него моторы получили кик- или электростартеры. При этом сами машины благополучно сохранили все прочие признаки «мопеда»: хребтовую раму, изогнутую так, что образуется внушительный проем, и подвешенный к ней снизу двигатель.
Скутеретты можно перевести с английского как «шагать через». В техническом отношении скутеретта представляет собой машину, переходную от мопеда к мотороллеру. Для нее характерны развитые облицовки, но двигатель с единственным горизонтальным цилиндром расположен между ног водителя. Через него и приходится «шагать», садясь на машину.
Мотороллеры по другому называют скутерами. Их двигатель смещен назад, под седло, благодаря чему спереди появляется место для ног водителя. Вторая особенность — наличие кузова, состоящего из полностью капотирующих двигатель облицовок и защищающего ноги водителя настила, переходящего в передний щит.
Мотоциклы, сохраняющие классическую простоту стиля — это стандартные классические мотоциклы. Спектр вариантов стандартного мотоцикла чрезвычайно широк: от простой машины малого рабочего объема, которая является лишь повседневным транспортным средством и вполне заслуживает названия «рабочей лошадки», до мощного большого двухколесного экипажа, выполненного на самом высоком уровне современной техники. Специфическая группа — неоклассики, то есть мотоциклы, нарочито стилизованные в духе прошедших времен.
Группу мотоциклов, выполненных в «американском» стиле, называют чопперы, а также круизеры. Такие мотоциклы определяются максимально комфортной посадкой: прямой, с вынесенными вперед подножками. Для обеспечения такой посадки руль высоко поднят, а седло двухуровневое. Вылет передней вилки увеличен, а заднее колесо — широкое, но небольшого диаметра. Другие приметы стиля: каплевидный бензобак и обилие хромированных поверхностей.
Мотоциклы двойного назначения предназначены для движения как по дорогам, так и по бездорожью. Их отличают высокий силуэт, обусловленный большим дорожным просветом и длинноходовыми подвесками, узкая и жесткая рама и шины с более или менее внедорожным рисунком протектора.
Название «мотоциклы специального назначения» предполагает, что мотоцикл создан для специфических целей. В прошлом эта категория была куда обширнее, сегодня в ней остались мотоциклы двух групп: армейские и полицейские. Первые, как правило, представляют собой вариант мотоциклов двойного назначения, вторые же — это стандартные или туристские мотоциклы, на которых установлено специальное оборудование.
Спортивные мотоциклы предназначены исключительно для участия в спортивных соревнованиях. Естественно, классификация их производится в соответствии с дисциплинами мотоспорта, а именно: гоночные (для шоссейно-кольцевых гонок, иногда их называют также «дорожно-гоночными»); кроссовые; эндуро, или «мотоциклы для многодневки»; триальные; мотоциклы для ралли-рейдов и другие.
К любому мотоциклу можно присоединить боковой прицеп — коляску. Сегодня для этой цели принято выбирать мотоциклы, обладающие хотя бы небольшим запасом мощности. Более экзотичны конструкции, изначально спроектированные как одно целое с боковым прицепом, одетые в единый кузов.
Мотовездеход — это, как правило, машина на четырех колесах. К мотоциклам ее причисляют из-за посадки водителя и характерных органов управления. Существуют и трехколесные, но их доля на рынке невелика. Вездеходные качества машин обеспечиваются широкопрофильными шинами низкого давления, тяговитыми двигателями, большими передаточными числами трансмиссии, а иногда и приводом на все колеса.
У туристских мотоциклов есть характерные особенности — прямая, почти как у чопперов, посадка, огромный обтекатель, полностью защищающий водителя от потока набегающего воздуха, и объемные багажные кофры. Это наиболее комфортабельная категория мотоциклов, предназначенная для дальних поездок по дорогам высокого качества. К туристским мотоциклам близко примыкают мотоциклы спортивно-туристские, а также варианты стандартных мотоциклов с более развитыми обтекателями и багажниками.
Яркий пример «Дукати-ST2» — крепкая универсальная машина, учитывающая специфические запросы туристического рынка. Изогнутое ветровое стекло обеспечивает превосходную защиту от ветра на высоких скоростях. При этом оно не создает чрезмерного шума, да и необходимость в особой регулировке для высоких водителей отсутствует. Седло весьма комфортабельно, а зеркала красивы, обтекаемы и функциональны.
V-образный мотор-двойка передает характерную вибрацию на подножки, но это не слишком докучает седоку — руль совсем не дрожит, благодаря специальным грузам на концах рукояток. Двигатель «ST2» работает плавно и тихо, укладываясь в требования европейских норм.
Тому способствуют и «учтивые манеры» десмодромного (с принудительным закрытием клапанов) двигателя с двухклапанными головками цилиндров, получившего жидкостное охлаждение, и новейший вариант системы впрыска топлива «Вебер-Марелли». Он имеет также цилиндры большего диаметра, так что рабочий объем вырос до 944 кубических сантиметров.
На двигателе «Дукати-ST2» применены короткие впускные патрубки с одной форсункой на цилиндр. В сочетании с перенастройкой процессора и измененными фазами газораспределения эти перемены позволили двигателю уверенно чувствовать себя в зоне высоких оборотов. Двигатель «ST2» превосходно набирает 9000 оборотов в минуту и выходит на режим 9800 оборотов в минуту, а затем срабатывает ограничитель.
«Благодаря хорошему поведению двигателя на высоких оборотах, — пишет в журнале «Лимузин» англичанин Алан Аткарт, — он не испытывает нужды в двух повышающих передачах шестиступенчатой коробки передач. Объявленная компанией максимальная скорость 225 километров в час выглядит вполне реалистично, в отличие от показаний спидометра. Должен признаться — мне совершенно не нравятся безликие жидкокристаллические дисплеи — нет, приборы на "Дукати" должны иметь белые циферблаты! Оставьте эти электронные штучки на потеху японцам.
Совершенно новая пространственная трубчатая рама "ST2" изначально спроектирована под более массивный и мощный четырехклапанный мотор, поэтому в нынешнем варианте она обладает огромным запасом прочности. Обе подвески имеют полный набор регулировок — на сжатие, отбой и по предварительному поджатию пружины. Это жизненно важно для любого туристического мотоцикла — тем более, когда регулировки производятся так легко, так на "Дукати".
Наибольшее впечатление на меня произвели тормоза — два диска "Брембо" диаметром 320 миллиметров из нержавеющей стали. До сих пор мне не встречались стальные диски, способные сравниться с прежними чугунными (производство последних прекратили по чисто эстетическим причинам — они ржавели после дождя). Но эти тормоза превосходно останавливают машину в любых условиях и достаточно чувствительны при слабом нажатии на рычаг — что до сих пор было слабым местом стальных дисков. Задний 245-миллиметровый диск "Брембо" так же чувствителен и разумно эффективен. Только не тормозите резко со сбросом газа — заднее колесо окажется в воздухе!»
Самые мощные и динамичные представители двухколесного племени — спортбайки. Пожалуй, главное их отличие — посадка. Но, в противоположность чопперной, она очень напряженная, скоростная: корпус водителя сильно наклонен вперед, а подножки отнесены назад, так что при медленной езде немалая часть веса приходится на руки. Вторичный признак — большой обтекатель в стиле «Гран-При», а его отсутствие указывает на то, что спортбайк выполнен в стиле «голая сила».
Сердце любого спортбайка — мотор. Как правило, рядный четырехцилиндровый четырехтактный агрегат — по соображениям компоновки и развесовки, ведь надо загрузить переднее колесо, — наклонен вперед. Имеются два верхних распределительных вала, четырехклапанные головки цилиндров, жидкостное охлаждение. Рядная «четверка» — наилучший компромисс: ведь чем меньше рабочий объем каждого цилиндра, тем лучше удается организовать процесс сгорания. К тому же такая схема неплохо уравновешена и вибрации минимальны. Если же увеличить число цилиндров до шести или восьми, то, помимо излишней сложности мотора, возникнут проблемы с его компоновкой. Да и тяговые возможности в многоцилиндровых двигателях хуже.
Для современных спортбайковских моторов и 13000 оборотов в минуту — не предел. Следовательно, внутреннее трение в двигателе становится главным его врагом. Борются с ним несколькими способами. Во-первых, увеличивают соотношение диаметра цилиндра к ходу поршня. Ведь чем меньшую дистанцию пробегает поршень за каждый ход, тем меньше его скорость. Во-вторых, делают гильзы двигателя из металлокерамики или вообще заменяют их никель-кремниевым напылением на стенки цилиндров. Даже идут на уменьшение рабочей поверхности коренных подшипников.
Зажиганием управляет бортовой процессор, учитывающий не только обороты двигателя, но и желания водителя — для этого специальные датчики отслеживают положение дроссельной заслонки. Причем для крайних цилиндров характер изменения опережения зажигания иной, чем для средних — из-за разницы в тепловом режиме. Катушки зажигания все чаще встраивают в колпачки свечей.
Непременная принадлежность современного спортбайка — система «прямого впуска», которая, в сущности, представляет собой инерционный наддув. Воздухозаборники системы питания выводятся в лобовую часть обтекателя — туда, где давление набегающего воздуха максимально. Так что свежий заряд кислорода прямо-таки с силой заталкивается в мотор. Конечно, проявляется этот эффект лишь на скорости выше 80 километров в час, но ведь спортбайки медленнее жить не умеют.
Прибавка весьма значительна. К примеру, двигатель «Ямахи V2P-P6» на стенде выдает лишь 100 лошадиных сил, а на дороге — 120! Сто двадцать лошадиных сил при шестистах «кубах» — это 200 лошадиных сил на «литр». Почти как у моторов «Формулы-1»!
Совсем недавно большинство байков ездили со стальными рамами. Сегодня чаще всего используются алюминиевые сплавы — и для рамы, и для маятника задней подвески. Вес для спортбайка — это все! Чем легче мотоцикл, тем он быстрее разгоняется, тем охотнее ложится в поворот. Основная масса стянута к центру тяжести машины. Чем меньше полярный момент инерции — тем более юрким становится мотоцикл.
Жесткость — второе по важности ключевое требование к конструкции ходовой части. Рама — прямая диагональ от рулевой колонки к узлу крепления задней подвески. Сам маятник выступает продолжением рамы (и весит, кстати, почти столько же, как и она). В силовую структуру ходовой части включен и сам двигатель. Хода подвесок достаточно скромные — около 120 миллиметров. Комфорт принесен в жертву контролю.
Что требуется от подвесок при таком жестком подходе? При перемещении колеса в позиции, близкой к нейтральной, оказывать минимальное сопротивление, чтобы мотоцикл ни на секунду не терял контакта с дорогой. И наливаться силой при больших ходах. Отсюда и прогрессивная характеристика задней подвески — специальный рычажный механизм обеспечивает изменяемое передаточное отношение в системе «колесо — амортизатор». Обе подвески обладают полным набором регулировок — можно откорректировать под дорожные условия и вес седока, и предварительное поджатие пружины, и гидравлическое усилие сжатия и отбоя.
И, конечно же, мощнейшие дисковые тормоза — два диска по 300 миллиметров диаметром спереди, один сзади, привод — гидравлический. Чтобы тормозилось получше, скобы передних тормозов делают четырех- и даже шестипоршневыми.