Повышение коэффициента наполнения. Увеличение мощности двигателя путем улучшения наполнения цилиндров горючей смесью оценивается коэффициентом наполнения. Повышение коэффициента наполнения обеспечивается усовершенствованием впускного тракта и установкой нескольких карбюраторов — обычно один карбюратор на два цилиндра.
Впускные трубопроводы изготавливают вновь, при этом они должны иметь форму с плавными переходами от одного сечения к другому, без резких изгибов. Внутреннюю поверхность трубопроводов полируют для уменьшения потерь на трение смеси о неровности стенок. Впускные трубопроводы должны быть расположены так, чтобы подогрев их от выпускной системы был минимальным, так как увеличение температуры горючей смеси уменьшает ее плотность и снижает коэффициент наполнения.
 Рис. 17. Установка двух карбюраторов на автомобиле «Москвич» |
Установка одного карбюратора на каждые два цилиндра улучшает распределение смеси по цилиндрам и уменьшает гидравлические потери. На рис. 17 показана установка двух карбюраторов на автомобиле «Москвич», а на рис. 18 — установка четырех карбюраторов на автомобиле ЗИС-110.
 Рис. 18. Установка четырех карбюраторов на автомобиле ЗИС110 |
У четырехцилиндровых двигателей ставят по одному карбюратору на два соседних цилиндра, так что один карбюратор обслуживает 1 и 2-й, а другой 3 и 4-й цилиндры двигателя. У шестицилиндровых двигателей при установке двух карбюраторов одна линия питания обеспечивает работу первых трех цилиндров, а вторая — последующих трех цилиндров.
Для уменьшения пульсации потока смеси трубопроводы отдельных карбюраторов соединяются между собою балансирными трубками.
Как показал опыт соревнований, применение отдельных карбюраторов на каждые два цилиндра дает благоприятные результаты как в отношении повышения мощности, так и в отношении равномерности работы двигателя на повышенных режимах.
При работе на прикрытых дросселях и переменных режимах применение нескольких карбюраторов может привести к падению мощности, вызывая так называемые провалы характеристики. Это явление объясняется малой скоростью потока воздуха в диффузорах, так как суммарное сечение их значительно возрастает, что ведет к ухудшению смесеобразования (в четырехцилиндровом двигателе с двумя карбюраторами суммарное сечение возрастает вдвое).
Для предотвращения указанного явления устанавливают карбюраторы с меньшими проходными сечениями диффузоров. Такая установка применяется при соревнованиях на большие дистанции, так как в этом случае двигатель не может все время работать на режиме полной нагрузки, и водитель периодически изменяет режим работы двигателя в зависимости от рельефа дороги.
При установке двух и более карбюраторов на одном двигателе они должны иметь одинаковую регулировку. Тщательная регулировка может быть обеспечена при испытании двигателя на стенде.
Вследствие трудности обеспечения одинаковой регулировки на серийных двигателях не устанавливают большого числа карбюраторов, например по одному карбюратору на каждый цилиндр. Установка нескольких карбюраторов требует также синхронизированного управления ими от общего вала, связанного с педалью управления дроссельной заслонкой.
 Рис. 19. Проходное сечение, образующееся при подъеме клапана |
Помимо обработки внутренней поверхности впускного трубопровода, необходимо уменьшить сопротивление проходу горючей смеси в каналах блока и в сечении, закрываемом клапаном. При этом необходимо обеспечить точное совпадение отверстий во фланцах трубопроводов с отверстиями каналов блока цилиндров; имеющиеся выступы должны быть сглажены. Прокладки между фланцами трубопроводов и блоком цилиндров должны быть точно подогнаны и не должны иметь внутренних выступов. Направляющие втулки клапанов срезают заподлицо со стенками впускных каналов. Впускные каналы, выполняемые обычно двойными для пары соседних впускных клапанов, желательно разделить перегородками, чтобы создать отдельные каналы для каждого клапана. Диаметр впускного клапана увеличивают, соответственно заменяя его гнездо, благодаря чему увеличивается сечение для прохода горючей смеси в цилиндр.
Проходное сечение, образующееся при подъеме клапана, определяется кольцевой поверхностью между конической частью клапана и его гнездом (рис. 19). Площадь этого проходного сечения может быть определена по формуле:
h — средняя высота подъема клапана, см;
d — средний диаметр проходного сечения, см;
φ — угол фаски клапана.
Это сечение должно быть тем больше, чем выше число оборотов коленчатого вала двигателя.
При расчетах для одного литра рабочего объема цилиндра на каждые 1000 об/мин коленчатого вала при максимальной мощности двигателя площадь проходного сечения принимают равной 2,5 см². На основании указанных данных можно определить диаметр впускного клапана.
На форсированных двигателях М-20 устанавливают иногда впускные клапаны двигателя ЗИС-120 диаметром 45,5 мм. Угол фаски впускного клапана делают равным 30°, кромки тарелок клапанов, выступающие за габариты гнезд, обтачивают, а поверхность клапана тщательно полируют.
Фазы газораспределения обычно не изменяют, так как это потребовало бы изготовления нового распределительного вала. Тепловые зазоры между толкателем и клапаном оставляют обычными, но необходимо более надежно фиксировать регулировочное устройство, так как во время длительной напряженной работы могут быть случаи нарушения регулировки клапанов.
 Рис. 20. Установка раструбов для использования встречного потока воздуха на автомобиле M-20 |
Улучшение наполнения цилиндров горючей смесью производят также путем подвода встречного потока воздуха к горловинам карбюраторов с помощью раструбов. На рис. 20 показаны короткие раструбы, одетые на входные патрубки карбюраторов. Эти раструбы направлены в сторону, где имеется наибольший скоростной напор воздуха.
В тех случаях, когда разрешалось производить изменение внешней формы автомобиля, раструбы выводились наружу, для чего в капоте делались прорези или, например, использовалось отверстие снятой фары. В настоящее время наружные прорези в капоте двигателя делать не разрешается, поэтому раструбы помещают под капотом так, чтобы они забирали воздух в месте наибольшего напора его, создаваемого вентилятором, или располагают их сбоку радиатора навстречу потоку воздуха, проходящего через решетку облицовки радиатора.
Этот способ, называемый «естественным наддувом»*, дает незначительное увеличение давления во впускной системе, ню при этом к карбюратору направляется поток более холодного, плотного воздуха, что обеспечивает некоторое увеличение мощности двигателя.
Улучшение наполнения цилиндров двигателя может быть только при условии правильного подбора сечений раструбов, по которым подводится встречный поток воздуха. При неудачном выполнении раструбов, создающих большое сопротивление воздушному потоку, в особенности в местах изгибов раструбов, коэффициент наполнения не только не увеличивается, но даже уменьшается.
* «Естественный наддув» применяют на специально гоночных автомобилях с двигателями без нагнетателей, обладающих высокими скоростями движения. На некоторых гоночных автомобилях выносят карбюратор в сторону, чтобы направить по прямому раструбу встречный поток воздуха. Значительный эффект этот способ дает при карбюраторах с горизонтальным впускным патрубком.
| ← Предыдущая страница | оглавление | Следующая страница → |
