Атмосферные двигатели

Поршни в цилиндрах любого двигателя работают как насос половину цикла. После того, как поршень опустился вниз во время рабочего хода, он начинает движение вверх. В этот момент открывается выпускной клапан, и поршень выталкивает отработавшие газы в выпускную систему. Когда поршень достигает ВМТ, открывается впускной клапан, а выпускной закрывается. Поршень опускается вниз, создавая за собой разряжение, в результате воздух засасывается в цилиндр. Этот воздух, смешанный с бензином, сжимается в цилиндре и поджигается. Все это предполагает, что в цилиндр диаметром 84мм и ходом поршня 67.2 мм будет втянуто около 375 кубиков воздуха, но на практике это не так. 375 кубиков воздуха, должны попасть в цилиндр к тому времени, когда впускной клапан закроется. Это означает что, поскольку впускной клапан является открытым только половину оборота коленчатого вала, на 6000 об\мин, воздуху отводиться только 1/200-я секунды, чтобы заполнить цилиндр. Воздух не невесом, и поэтому требуется время, чтобы разогнать его до скорости, необходимой для прохода через впускной клапан.

Отверстие клапана это лишь малая часть диаметра цилиндра, да еще некоторое время тратится на его открытие и закрытие, так что большую часть времени он открыт не полностью. Кроме того, прежде чем добраться до клапана, воздух должен пройти, фильтр, дроссельную заслонку карбюратора или инжектора, впускной коллектор и затем впускной канал в головке. Всё это ограничивает поток воздуха. В результате фактически в цилиндр попадает значительно меньше воздуха, чем теоретически возможно.

На самом деле всё обстоит ещё хуже, так как после сжигания горючей смеси, отработавшие газы надо вытолкнуть из цилиндра через выпускной клапан, который еще меньше впускного. Если выпускной клапан оказывает хоть какое то сопротивление выхлопным газам, ясно, что не удастся сделать это за 1/200-ю секунды. Это означает, что когда поршень начинает опускаться, оставшиеся в цилиндре газы всё ещё создают положительное давление, которое должно упасть до нуля прежде, чем цилиндр будет способен что-то засосать. Более того, эти газы попадут во впускной коллектор через открывшийся впускной клапан. То есть получается, что первая часть смеси втянутой в цилиндр будет фактически выхлопными газами.

Все это в совокупности приводит к тому, что при объеме цилиндра 375 кубических сантиметров, фактическое количество попадающей в него горючей смеси, всего 187.5, что представляет 50% объема. Это означает, что двигатель будет развивать только 50 % от теоретически возможной мощности.

Кроме того, когда впускной клапан закрылся, в цилиндре еще было разрежение примерно 75 % от атмосферного давления. А значит, когда поршень начинает сжимать смесь, эффективная степень сжатия будет только 75 % от возможной для данного двигателя. Степень сжатия непосредственно влияет на мощность, увеличивая давление на поршень, поэтому снижение степени сжатия приводит к потере мощности.

Так что же можно сделать, чтобы улучшить работу двигателя? А сделать можно следующее:

Увеличить размер впускного клапана

Увеличить время, открытия впускного клапана

Открыть впускной клапан быстрее

Увеличить размер выпускного клапана

Увеличить время, открытия выпускного клапана

Открыть выпускной клапан быстрее

Уменьшить сопротивление во впускном и выпускном каналах

Уменьшить сопротивление во впускном тракте и выпускной системе

Уменьшить сопротивление, воздушного фильтра, дроссельной заслонки и связанного оборудования

Вы видите, что большинство этих усовершенствований относятся к головке блока цилиндров. Но прежде чем вносить изменения в ее конструкцию, следует подчеркнуть некоторые тонкости.

Дата добавления: 2015-07-17