"Retro Car Club" - Клуб Любителей Ретро-Автомобилей

Повышение мощности двигателя увеличением ра­бочего объема является наиболее простым и результатив­ным способом создания форсированных модификаций. Этот способ наиболее часто используется при выпуске пе­реходных моделей серийных двигателей.

В настоящее время предъявляются все более жесткие ограничения по токсичности отработавших газов серий­ных двигателей, что требует обедненной регулировки си­стемы питания на всех рабочих режимах. Но это вле­чет за собой снижение мощности. Некоторое увеличение литража (рабочего объема) цилиндров позволяет сохра­нить характеристики двигателя, а следовательно, и ди­намику автомобиля на прежнем уровне без принципиаль­ного изменения конструкции, что наиболее важно при се­рийном выпуске, так как требует сравнительно неболь­ших производственных затрат.

Изменение числа цилиндров двигателя требует созда­ния совершенно новой конструкции, поэтому при подго­товке форсированного двигателя большего рабочего объе­ма можно достигнуть, увеличивая диаметр цилиндра или ход поршня. При этом остаются без коренных переделок базовые детали: блок цилиндров, головка блока цилинд­ров, картер сцеплепия и другие детали.

Отношение хода поршня к диаметру цилиндра (S/D) всегда привлекало внимание конструкторов и даже слу­жило предметом регламентации. Наблюдается ясно выражепная тенденция к уменьшению S/D. Для большей части гоночных двигателей отношение S/D колеблется в пределах 0,7—0,9. Переход к применению короткоходных двигателей имеет целый ряд причин. Короткоходные дви­гатели легче, так как поверхность рабочей части цилинд­ра при данном объеме достигает минимума при S/D-1. Следствием большего отношения S/D является высокая нагрузка на нижний шатунный подшипник из-за увели­чения центробежной силы вращающихся масс. Эта на­грузка не компенсируется уменьшением силы инерции поступательно движущихся частей, обусловленным ма­лой массой поршня. Шатунный подшипник является од­ним из самых напряженных мест высокооборотного дви­гателя, поэтому его перегрузка — крайне нежелатель­ное явление.

Работу по исследованию влияния отношения S/D на динамику двигателя выполнил Д. Сарторис, произведя сравнение двух двигателей с одинаковыми рабочим объе­мом, степенью сжатия, частотой вращения и отношением длины шатуна к радиусу кривошипа, но с различным от­ношением S/D. Для одного двигателя было принято S/D-2, для другого S/D-0,5. Результаты исследования го­ворят в пользу короткоходного двигателя, для которого средняя нагрузка на шатунный подшипник оказалась почти вдвое меньше. Весьма существенным преиму­ществом короткоходных двигателей следует считать возмояшость размещения относительно больших клапанов благодаря увеличению диаметра пилиндра. Следователь­но, уменьшение S/D способствует увеличению коэффи­циента наполнения п литровой мощности. Средняя ско­рость поршня, которая определяет механические потери, больше у длинпоходных двигателей. В упомянутом ис­следовании средняя скорость поршня длинноходпого дви­гателя оказалась в 2,5 раза больше, а боковая нагрузка поршня на 15% больше, чем у короткоходного. Отсюда можно прийти к заключению, что механический к. п. д. при малом S/D должен быть выше.

Таким образом, короткоходная конструкция позволя­ет умепьшпть удельную массу, то есть массу, приходя­щуюся на единицу рабочего объема, снизить тепловые потери, увеличить жесткость коленчатого вала и сделать двигатель более компактным.

Серийные двигатели ВАЗ и М-412 относятся к группе короткоходных двигателей. По данным многих авторов, оптимальная величина S/D=0,754-1, причем для высо­кооборотных двигателей эта величина должна быть бли­же к нижнему пределу.