Arskama.ru

Автомобильный журнал
13 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Что лучше короткоходный или длинноходный двигатель

Что лучше короткоходный или длинноходный двигатель

Характерные особенности современных автомобильных двигателей

Главным показателем степени совершенства двигателя является его литровая мощность, т. е. число лошадиных сил, приходящееся на один литр рабочего объема цилиндров. Величина литровой мощности на современном этапе развития техники автомобилестроения определяется, в первую очередь, технологическими возможностями и зависит от качества материала деталей, их обработки и других факторов. Литровая мощность современных стандартных автомобильных двигателей находится в пределах 30—40 л. с. на 1 литр рабочего объема цилиндров, а в автомобилях высокого класса, в том числе спортивных, достигает 50 л. с. и более.
Достичь увеличения литровой мощности автомобильного двигателя можно, главным образом, путем повышения степени сжатия, увеличения скорости вращения коленчатого вала, уменьшения потерь на трение, улучшения наполнения цилиндров свежей смесью, а также рядом частных конструктивных усовершенствований.
Величина степени сжатия ограничивается возможностью двигателя работать без детонации на данном топливе, т. е. зависит от октанового числа. В странах Западной Европы октановое число бензина, поступающего в продажу, равно примерно 70. Поэтому мощность автомобильных двигателей здесь невелика, и степень сжатия у них обычно не превышает 7,0. Только в двигателях сравнительно большей мощности и в спортивных моделях степень сжатия доходит до 8,0—8,5 и выше.
В США так называемый «регулярный» бензин имеет октановое число 80—85, а специальный бензин, известный еще как «премиальный», 90—95. Соответственно степень сжатия двигателей американских автомобилей 1956 года колеблется в пределах 8,0—10,0. Мощные двигатели автомобилей Кадиллак (305 л. с.) и Паккард (310 л. с.) отличаются особенно высокими степенями сжатия (9,75 и 10,0).
Новейшие автомобильные двигатели строятся короткоходными, отношение хода поршня к диаметру в них близко к единице и меньше единицы. Этим удается значительно повысить число оборотов коленчатого вала в минуту, без большого возрастания величин сил инерции, и улучшить уравновешенность двигателя. Короткоходные двигатели обладают еще рядом преимуществ перед длинноходными — по наполнению цилиндров, величине механических потерь и износа, компактности, жесткости конструкции и т. д.
Уменьшение механических потерь в короткоходных двигателях легко объяснимо, поскольку с уменьшением пути поршня по зеркалу цилиндра сокращается и работа трения. Исследования показали, что в автомобильных двигателях до 65—80% всех механических потерь приходится на трение поршней и поршневых колец о стенки цилиндра, в то время как на трение в подшипниках коленчатого вала приходится лишь до 14% этих потерь. В поисках уменьшения потерь на трение конструкторы и технологи совершенствуют систему смазки двигателя, способы фильтрации масла, улучшают предварительную обработку трущихся поверхностей, качество заливки подшипников и т. д.
Лучшее наполнение цилиндров достигается при верхнем распределении, а .также путем усовершенствования впускного тракта, увеличения диаметра впускных клапанов и применения многокамерных карбюраторов. Новейшая практика автостроения показала, что наиболее рационально делать отдельную смесительную камеру карбюратора на каждую пару цилиндров. Для форсирования двигателей, особенно в спортивных автомобилях, конструкторы применяют на каждую пару цилиндров по две смесительные камеры, которые работают последовательно: первая при малых нагрузках и вторая — при больших, благодаря чему удается еще более повысить наполнение цилиндров рабочей смесью.

Рис. 1. Поперечный разрез двигателя Бюик

Укорочение хода поршня, при сохранении заданного литража, вызывает необходимость увеличения диаметра цилиндров, что в линейных восьмицилиндровых двигателях ведет к непомерному увеличению длины двигателя. В свою очередь это требует сокращения размеров пассажирского помещения или расширения базы (расстояния между осями) автомобиля. Поэтому сейчас наблюдается явная тенденция к установке цилиндров V-образно, под углом в два ряда, что позволяет уменьшить длину двигателя и получить надежную компактную конструкцию. Цилиндры отливаются заодно, коленчатый вал с пятью коренными подшипниками имеет большой диаметр шеек, что при коротких кривошипах придает ему жесткость. Увеличение нагрузки от сил газов и сил инерции при повышении степени сжатия и числа оборотов не вызывает в V-образных короткоходных двигателях больших деформаций и опасных вибраций.
Короткоходные автомобильные двигатели V-образной конструкции хорошо уравновешены и компактны, позволяют сократить базу и общую длину автомобиля, а следовательно, уменьшить и расход металла; при этом улучшаются также динамика и маневренность автомобиля. Опыт показал, что V-образная корот-коходная конструкция двигателя получается на 25% легче, на 30% короче, а по мощности на 30—40% превосходит линейную. В последнее время появился целый ряд V-образных конструкций шестицилиндровых двигателей. Такие двигатели строят заводы Лянчиа и Мазерати в Италии, Ман и Дейц — в Германии, Грэф-Штифт — в Австрии, Пегасо — в Испании, Ла Саль и Форд — в США.
На рис. 1 показан поперечный разрез короткоходного V-образного восьмицилиндрового двигателя Бюик, конструкцию которого можно в основном считать типичной для американского высокоразвитого двигателестроения. На рис. 2 приведены для сравнения габариты двух двигателей Паккард. Черным изображен линейный восьмицилиндровый двигатель 1954 года и белым— V-образный 1955 года.
Усовершенствование автомобильных двигателей дало возможность повысить технико-эксплуатационные показатели автомобилей — увеличить скорости и ускорения, уменьшить расход топлива, облегчить управление. В последнее время хорошие результаты получены благодаря замене карбюратора системой непосредственного впрыска бензина при зажигании отэлектрической запальной свечи (как в обычных бензиновых двигателях). Отсутствие карбюратора на линии всасывания уменьшает сопротивление, позволяет увеличить наполнение цилиндров и значительно повысить число оборотов коленчатого вала. Кроме того, непосредственный впрыск улучшает смесеобразование, смесь становится более однородной по качеству.
В качестве примера можно назвать двигатель автомобиля «Мерседес-Бенц 300» (рабочий объем цилиндров 2,996 литра), который с карбюратором развивает мощность 125 л. с. при 4500 об/мин, а с системой непосредственного впрыска (на спортивной модели) 215 л. с. при 5800 об/мин. Большую роль играет размещение двигателя на автомобиле, так как от этого зависит распределение веса между осями и удобное расположение пассажирских мест. В этом отношении давно наметились три направления. Сторонники первого направления придерживаются стандартного расположения двигателя — спереди, с приводом к задним ведущим колесам. При этом основные старания конструкторов направлены к тому, чтобы по возможности сместить двигатель вперед и перенести пассажирские сидения в пространство между осями. Но расположение длинного карданного вала под полом пассажирского отделения заставляет прибегать к установке промежуточного шарнира на специальной опоре и вводить гипоидную передачу. Только таким образом удается устранить тоннель в полу, уменьшить высоту кузова и площадь лобового сопротивления, а также снизить центр тяжести автомобиля.
Сторонники второго направления устанавливают двигатель сзади, с приводом на задние колеса, в связи с чем отпадает забота о карданном вале. Габариты автомобиля и вес его при такой компоновке сокращаются, обтекаемость кузова улучшается. Подобная схема расположения агрегатов получает все более широкое распространение на малолитражных европейских автомобилях, как, например, «Фи-ат-600», «Рено-Спорт», «Порше», «Фольксваген» и др. Сторонники третьего направления применяют, при обычном расположении двигателя спереди, привод на передние колеса. Такая компоновка, характерная для французских автомобилей «Ситроен» и «Панар», германских— «Ллойд», ИФА, «Голиаф», ДКВ и др., гарантирует от заноса на скользкой дороге и избавляет от длинного карданного вала под полом автомобиля.
Следует заметить, что стандартная компоновка с расположенным спереди двигателем и ведущими задними колесами имеет преимущественное распространение в Европе и на всех легковых автомобилях США, где установка двигателя сзади применяется только на автобусах. Все сказанное выше относится главным образом к легковым автомобилям. К этому можно добавить, что на грузовых автомобилях до 1,5—2 тонн используются по большей части такие же двигатели, как и на легковых автомобилях. Двигатели грузовиков большего тоннажа отличаются меньшими степенями сжатия и оборотностью, так как они чаще работают на режимах мощности, близких к полной нагрузке, и рассчитываются на большие межремонтные пробеги.
На автомобилях грузоподъемностью более 5 тонн и многоместных автобусах в Европе устанавливаются, как правило, дизельные двигатели, расходующие меньше топлива. Грузовики среднего тоннажа (от 3 до 5 тонн) строятся в зависимости от топливной конъюнктуры как бензиновыми, так и дизельными. Особенно распространены дизельные автомобили в Германии, где около 30% грузовых автомобилей и автобусов выпускается с дизелями. В то же время в США выпуск дизельных грузовых автомобилей и автобусов не превышает 1,5% от общего выпуска автомобилей.
Дизельные двигатели на легковых автомобилях начали появляться несколько лет назад, и в настоящее время серийный выпуск дизельных легковых автомобилей налажен на заводах «Мерседес-Бенц» и «Боргвард» в Германии, «Стандард», ВМС и «Турнер» в Англии, а также «Фиат» в Италии. Однако развитию легкового автодизелестроения мешает еще ряд непреодоленных конструктивных недостатков. Основные качества, по которым дизельные двигатели уступают бензиновым, — меньшая литровая мощность и больший удельный вес (т. е. вес двигателя, приходящегося на единицу мощности). Это/ объясняется главным образом тем, что в дизеле необходимо для полного сгорания топлива иметь больший коэффициент избытка воздуха, что влечет за собой худшее использование рабочего объема цилиндров; играют также роль сравнительно низкое число оборотов коленчатого вала у дизелей (из-за трудностей смесеобразования), а также высокие давления вспышки, что заставляет выполнять детали дизелей более массивными, чем в карбюраторных двигателях, т. е. повышать их вес.
В заключение следует подчеркнуть, что есть основания ожидать в ближайшем будущем широкого развития газотурбинных двигателей на автомобилях.

Рис. 2. Сравнение габаритных размеров линейного и V-образного двигателя Паккард.

Влияние диаметра цилиндра и хода поршня на характер двигателя / двигатель :: поршень :: наука :: ДВС :: техника :: реактор образовательный :: галилео (сообщество) (#галилео) :: мотореактор :: разное

Влияние диаметра цилиндра и хода поршня на характер двигателя

Сперва немного лирики:

Производители не могут повышать мощность двигателей путем простого увеличения объема сразу по нескольким причинам:

-Требования к общему объему двигателя

-Законы, ограничивающие доступ к определенным объемам в зависимости от возраста и опыта вождения у водителей

-Стоимость страхования аппаратов с двигателями большего объема

-И еще черт знает какие

Кроме того, производители вынуждены убеждать потребителя, что их двигатель заданного объема лучший, а самый надежный способ добиться этого — превзойти конкурентов по скорости, динамике и внешнему виду. Есть несколько факторов, которые влияют на то, какова будет полученная от двигателя мощность, в первую очередь к этим факторам относят диаметр цилиндра и ход поршня.

Для простоты и условной точки отсчета мы воспользуемся конструкцией двигателя, в которой диаметр цилиндра равен ходу поршня. Назовем такую конструкцию «квадратной». Если увеличить ход и уменьшить диаметр до получения заданного объема двигателя, то полученная схема будет носить название «длинноходной», в то время как в другом предельном варианте может использоваться большой диаметр в комбинации с небольшим ходом для получения так называемой «короткоходной» схемы двигателя.

Длинноходная конструкция

Длинноходный двигатель отличается пологой характеристикой крутящего момента в широком диапазоне частот вращения двигателя. Крутящий момент является следствием достаточно большого плеча рычага, на котором прилагается усилие от длинного шатуна, и именно это позволяет длинноходному двигателю развивать высокое тяговое усилие при низких частотах вращения Если нарисовать кривую крутящего момента, то можно было бы отметить его незначительное увеличение по мере роста частоты вращения двигателя с достижением максимума, после которого момент начинает понижаться. Учитывая то, что двигатель наиболее эффективно работает при максимальном крутящем моменте, становится очевидным, что желательно иметь максимально пологую характеристику крутящего момента. В этом отношении длинноходный двигатель превосходит другие. Где длинноходный двигатель проигрывает, так это в общем запасе мощности, измеряющемся в эффективной мощности. Она очень мала при низких частотах вращения двигателя, резко возрастает по кривой и снижается только при очень высоких скоростях. Для получения максимальных мощностных показателей необходим двигатель, работающий с максимально возможной частотой вращения, и в этом случае длинный ход менее удобен: высокая скорость поршня налагает ограничение, при превышении которого происходит или повреждение, или ускоренный износ двигателя, а это, в свою очередь, ограничивает запас располагаемой мощности

Короткоходная конструкция

Короткоходный двигатель может работать при более высоких скоростях, чем длинноходный того же объема, и, следовательно, за определенный промежуток времени происходит большее количество рабочих ходов (повышается мощность). Недостаток заключается в том, что меньший ход означает уменьшение плеча рычага коленчатого вала, а это, в свою очередь, приводит к менее пологой характеристике крутящего момента. Таким образом, короткоходные двигатели более мощные, но в узком диапазоне частот вращения двигателя.

Как вы, догадывались, наилучший вариант — в компромисс между двумя этими крайностями, а именно — «квадратный» двигатель, описанный ранее. На практике многие современные мотоциклетные двигатели близки к «квадратной» схеме с небольшими отклонениями, обусловленными конкретными требованиями к их использованию. Хотя с популярностью спортбайков число короткоходных двигателей возросло, для того чтобы обеспечить потребителей тем уровнем мощности, который им хочется иметь на бумаге

Вот график зависимости мощности двигателей разных схем в зависимости от количества оборотов:

Красная кривая – характеристика «короткоходного» двигателя: высокая мощность в узком диапазоне высоких оборотах
Зеленая кривая – характеристика «длинноходного» двигателя: мощность и крутящий момент достигает при не высоких оборотах, внушительная эластичность двигателя
Черная кривая – «золотая середина» «квадратного» двигателя.

Подробнее
длинноходныЯ короткий ход

мотореактор,галилео (сообщество),#галилео,разное,реактор образовательный,техника,наука,ДВС,двигатель,поршень

Новый мотор Volkswagen 1.5 TSI — с циклом Миллера и хитрой турбиной

Презентация нового двигателя в рамках моторного симпозиума в Вене становится традицией концерна Volkswagen. Год назад здесь впервые показали турбочетверку Audi 2.0 TFSI нового поколения, работающую по экономичному циклу Миллера, а сейчас дебют справил массовый мотор 1.5 TSI, который придет на смену известному агрегату 1.4 TSI.

Новая «четверка» — первый двигатель обновленного семейства EA 211 evo. За основу взят прежний мотор 1.4 TSI с диаметром цилиндров 74,5 мм, но ход поршней увеличен с 80 до 85,9 мм. Изменены рубашка и насос системы охлаждения, новые гидравлические актуаторы фазовращателей работают намного быстрее прежних: скорость поворота достигает 300 градусов в секунду. На стенках цилиндров применено особое плазменное напыление, благодаря чему снижено трение, а основным рекомендованным маслом названо маловязкое 0W-20.

Экономичный цикл Миллера, при котором впускные клапаны закрываются раньше обычного (еще до того, как поршни достигают нижней мертвой точки), уже обкатан на двухлитровом моторе. Укороченный такт впуска дает инженерам возможность увеличить геометрическую степень сжатия при сохранении фактической (обусловленной детонационными свойствами топлива) и повысить степень расширения продуктов сгорания во время рабочего хода. Но если у мотора 2.0 TFSI геометрическая степень сжатия увеличена до 11,65:1, то показатель нового двигателя — 12,5:1! Притом что степень сжатия у турбомоторов обычно не превышает 10,5:1.

А вишенка на торте — турбокомпрессор с изменяемой геометрией направляющего аппарата. Такие сложные и дорогие нагнетатели уже массово используются на дизелях, но бензиновые двигатели с такими «турбинами» до сих пор выпускали только Porsche (для моделей 911 Turbo и 718 Boxster S) и Koenigsegg. Новая турбочетверка 1.5 TSI станет первым массовым мотором с такой технологией, которая сулит еще более напористую тягу на низких оборотах.

Что на выходе? Двигатель 1.5 TSI станет лишь немногим производительнее предшественника объемом 1,4 л: пока анонсированы две версии мощностью 131 и 150 л.с. (у нынешних двигателей — 125 и 150 л.с.). Базовый вариант развивает тот же крутящий момент, что и прежде, — 200 Нм, но достигается он уже при 1300 об/мин коленвала вместо 1400 об/мин у мотора 1.4. Показатели тяги 150-сильной версии пока не озвучены. Но главное, что фольксвагеновцы обещают снижение расхода топлива сразу на 1 л/100 км, причем не по паспорту, а в реальной эксплуатации.

Первой серийной моделью с «миллеровским» двигателем 1.5 TSI станет обновленный Volkswagen Golf, премьера которого намечена на осенний автосалон в Париже. А впоследствии мотор «пропишется» и на других моделях концерна Volkswagen.

Какой поршень выбрать при тюнинге (форсировке) двигателя?

Решив форсировать двигатель, механики обычно начинают с облегчения его деталей и естественно поршней (правильно облегчить поршни можно только их заменой на кованые, и о таких поршнях подробно читаем вот здесь). Этим мастера нередко только вредят двигателю, так как лёгкость деталей нужна только до определённого предела. И почему — разберёмся в этой статье.

Существует несколько способов прибавки мощности двигателю, и один из них — поднять крутящий момент. Тут важны два основных параметра — ход и диаметр поршня. И чем дальше вынесены от продольной оси коленчатого вала шатунные шейки (длиннее колено коленвала), тем больше сила с которой шатун толкает коленвал. А это значит, что двигатель разовьёт большую тягу. В таком случае вес поршня не имеет особого значения, и такие двигатели тихоходны, максимальные обороты у них всего 6 — 8 тысяч в минуту, и инерционные нагрузки на коленчатый вал и шатуны невысоки.

Массивные поршни требуют другого: когда такой поршень меняет направление движения при прохождении мёртвых точек, то возникает перекладка сил, которая прижимает боковую поверхность поршня к стенке зеркала цилиндра. И вот для этого прижима и нужна поршню юбка. К тому же шатун постоянно давит на поршневой палец и поршень под углом к оси цилиндра, и этот угол каждый раз меняет ориентацию на противоположную, когда поршень минует мёртвую точку. То есть при движении вверх поршень прижимается к одной стороне зеркала цилиндра, а при ходе вниз к другой стенке. И перекладка поршня должна происходить мягко, иначе он долго не протянет и треснет.

Рассмотрим, что есть длинно- и короткоходный коленвал. Принято следующее деление: длинноходная конструкция — когда диаметр цилиндра меньше хода поршня; короткоходная — наоборот диаметр поршня больше его хода; и среднее решение — так называемая квадратная конструкция, когда диаметр поршня равен его ходу. Большинство современных дорожных моторов делают квадратными, они компромисно сочетают в себе достоинства тягавитого и быстроходного двигателей. Короткоходную конструкцию применяют на спортивных оборотистых двигателях, с узким диапазоном мощностных оборотов.

У двигателей с длинными плечами (коленом) коленчатого вала сила прижатия поршня к зеркалу цилиндра выше чем у короткоходных моторов, так как эта сила растёт по мере увеличения угла наклона шатуна. Поэтому на таких двигателях юбка поршня должна быть «макси» — то есть достаточно длинная как на старых двигателях. Она равномерно распределяет нагрузку на большой площади, и поршень проходит мёртвые точки без разрывов масляной плёнки и ударных нагрузок.

Долголетний опыт создания таких двигателей породил определённое отношение длины юбки поршня к его диаметру, и обозначается — hю/D. Это отношение для различных моторов подбирается разное. Так для тяжело нагруженных двигателей — около 0,2 л.с. на килограмм веса транспортного средства оно составляет не менее 0,7. На более мощных машинах — от 0,5 л.с. на кг эта величина уже другая — примерно 0,6. Объясняется это просто: чем меньше лошадиных сил приходится на единицу массы автомобиля или мотоцикла, тем больше нагрузка на поршень и особенно на его юбку. Особенно когда поршень проходит самую напряжённую ВМТ — в такте рабочего хода.

Теперь представьте — со стороны камеры сгорания на днище поршня давят газы продуктов горения топлива, а с другой стороны перемещению поршня сопротивляется шатун, сильно нагруженный весом машины. К тому же в большинстве движений шатун упирается в поршень под углом и значительно затрудняет передачу усилия. И если двигатель слаб, а мотоцикл или машина тяжелы, то естественно короткая юбка от такого двойного удара не выдержит и деформируется. И при работе будет вгрызаться в зеркало цилиндра вытесняя масляную плёнку и обрастая задирами.

Форсирование моторов по увеличению крутящего момента было популярно в 50- 70-е годы двадцатого века. Но затем произошёл кризис этого способа, так как в габариты компактных двигателей спортивных машин и мотоциклов не впишешь ни коленвал с большим ходом поршня, ни цилиндры паровозного хода и диаметра.

Не помогли и кованные поршни. Естественно они легче и прочнее обычных литых, что при равных условиях позволяет увеличить диаметр поршня процентов на 10 -15, не опасаясь перекладки, способной разрушить поршень. Но высокая цена кованных поршней не очень то и компенсируется приростом мощности двигателя всего на 5 — 8 процентов. Это можно увидеть в графике справа.

Затем наступила эра оборотистых моторов — механики принялись за второй способ поднятия мощности за счёт увеличения оборотов коленвала. Естественно обороты можно поднять уменьшив плечо (колено) хода шатуна и поршня. И длина пути, то есть сумма расстояний при перемещении поршня за четыре такта при этом сокращается. И вполне естественно, что за один и тот же отрезок времени поршень такого двигателя совершит больше рабочих ходов, чем двигатель такого же объёма, но с длинноходным валом. Значит и работу совершит большую и мощность двигателя возрастёт. А также ещё и габариты мотора уменьшатся, ведь у короткоходных моторов меньше и габариты и масса.

Но вот поршни для таких моторов задали конструкторам задачу. Инерционные нагрузки, создаваемые поршнями на шатунах и шейках коленвала, в зависимости от оборотов и скорости перемещения поршней растут в геометрической прогрессии. И простейший способ снизить инерцию поршня — это снизить его вес, уменьшив диаметр. Но для сохранения общего литража двигателя придётся делать большее количество цилиндров (вспомните первые спортивные мотоциклы Беннели, Агусту или шестицилиндровую Хонду СВХ).

А это увеличивает стоимость производства двигателя в несколько раз. И инженеры пошли на рискованный шаг: юбку поршня стали изготавливать «миди» — hю/D = 0,6-0,55, ну а затем и «мини» — и hю/D уменьшили до 0,5 — 0,45. Такие поршни (см. фото слева) стали называть Т-образными, так как если направить взгляд перпендикулярно оси поршневого пальца, то поршень имеет форму буквы Т.

И самое интересное, что поршни, даже не кованные, а литые выдержали нахальное укорачивание юбки, так как инженеры воспользовались полезным свойством гидродинамического эффекта смазки.

Но юбка поршня должна не только сглаживать момент перекладки. Ещё боковому профилю юбки придаётся особая форма, поддерживающая устойчивый слой смазки, так называемый масляный клин между поршнем и стенкой зеркала цилиндра (см. фото). Здесь наиболее выгодна бочкообразная юбка, так как обычная конусная юбка не скользит по плёнке смазки, а разрывает её.

Отечественная техника до сих пор оснащается поршнями с конусной юбкой и при одинаковых размерах поршней, конус, не имеющий загнутого носка (кромки) хуже удерживает на поверхности масляный клин. Выгода в изготовлении конусных поршней есть только для производителя, так как изготовление такого поршня обходится в несколько раз дешевле бочкообразных.

А работать без задиров конусным поршням помогают во первых не большие обороты отечественных двигателей, а во вторых — очень макси (длинная) юбка — hю/D 0,70 — 0,75. Ведь давление боковой поверхности поршня на масляную плёнку убывает по мере увеличения площади контакта поверхностей юбки и зеркала цилиндра. Что и ограничивает применение таких поршней, так как они тяжёлые и им место в тихоходных древних двигателях, с оборотами коленвала всего до 5 тысяч.

Но опять же и бочкообразная юбка не панацея от трения. Такую юбку можно без проблем укоротить относительно конуса процентов на 10 — 15 и не нарушить условий смазки. Но при таком укорачивании поршень станет не на много легче. Но почему же в современных оборотистых моторах вполне надёжно работают Т-образные поршни, почти не имеющие юбки — hю/D около 0,4 ? Да потому, что масляный клин отталкивает юбку поршня от зеркала цилиндра с силой, которая возрастает пропорционально квадрату скорости перемещения поршня.

Это легко понять на примере водных лыж. Если прицепиться тросом к тихоходной барже, то скользить по воде на маленькой скорости будет невозможно, даже на лыжах большой длины и ширины. А вот если прицепиться к мощному и скоростному катеру, то скользить по воде можно будет даже на пятках. И благодаря этому эффекту, у высокооборотных моторов, в которых поршень движется с огромной скоростью, появляется возможность кардинально сократить размер юбки, и в результате сократить вес поршня на четверть. И вот здесь проявляется преимущество кованных поршней — их малый вес, при одинаковых условиях тюнинга, позволяет дополнительно облегчить шатуны и коленвал и динамика двигателя возрастает, без ущерба для его ресурса.

На графике справа можно увидеть как грамотно подобрать длину юбки при тюнинге (форсировке) двигателя. Но не торопитесь высматривать в магазинах подходящий «кит»(тюнинговый вал и поршни или что то одно) и браться за форсирование двигателя по оборотам. Не пришлось бы расплачиваться за удовольствие.

Ведь такой мотор однобок — максимум его мощности сосредоточенно в довольно узком интервале и ближе к высоким оборотам. На средних оборотах и ниже, двигатель просто перестаёт тянуть (особенно если сядет пассажир) и водители спортбайков это прекрасно знают. Но некоторые могут возразить, что узкость тяги по оборотам вполне исправима, например установить устройства изменяющие фазы газораспределения.

Но здесь всё не так просто, как кажется. Установить устройство, изменяющее фазы конечно можно, но юбки поршней, спроектированные на поддержание устойчивой масляной плёнки в зоне высоких оборотов, бессильны против трения на низких оборотах. Это можно увидеть на графике. Коэффициент трения при показателе hю/D =0,45 у Т-образного поршня при 8 — 10 тысячах об/мин коленвала очень мал.

Но при понижении оборотов двигателя с таким поршнем до 3 — 5 тысяч об/мин коэффициент трения заметно увеличивается и стабильность смазки падает. Если ещё чуть понизить обороты, то металл поршня пойдёт работать в сухую по зеркалу цилиндра. И если двигатель будет работать долго на малых оборотах, то мини-юбка просто не удержит масляный клин. Тогда можно стереть в дым поршневую и немалые деньги, или просто значительно сократить ресурс поршневой. Так что инженеры-конструкторы не зря запретили таким двигателям установки для эластичности тяги, свойственной тихоходным моторам.

Теперь прочитав эту статью, я надеюсь вы не купитесь на рекламу продавцов : «Установи Т- образные поршни и полетишь.» Установить их конечно можно, но с соблюдением необходимых оборотов двигателя, иначе развалите мотор, или значительно сократите его ресурс. К тому же нужно быть готовым к тому, что прибавка мощности двигателя с такими поршнями, будет ощущаться только на высоких оборотах и придётся для этого чаще крутить мотор и интенсивнее маслать лапкой переключения передач.

Вот вроде бы и всё, надеюсь прочитав эту статью, новички теперь более адекватно ответят на вопрос — какой поршень выбрать, для какого мотора и для каких целей, успехов всем!

голоса
Рейтинг статьи
Читать еще:  409 двигатель неровно работает
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector