(О форсировании двигателей)
Скорость, приемистость, маневренность… Как часто конструкторы аэросаней задаются вопросом: как выжать максимум из серийного мотоциклетного двигателя? На этот вопрос отвечает опытный инженер и конструктор И. Н. ЮВЕНАЛЬЕВ.
Прежде всего, важно понимать: форсирование двигателя, то есть увеличение его мощности сверх номинальной, — это не всегда безопасно и оправданно. Конструкция любого двигателя рассчитана на определенный запас прочности и моторесурс. Превышение нагрузок ведет к перегреву, снижению прочности деталей, разжижению масла и, в итоге, к быстрому износу. Однако грамотное и умеренное форсирование, направленное на раскрытие скрытого потенциала двигателя, часто бывает необходимым для достижения высоких динамических характеристик аэросаней.
Основной принцип форсирования
Мощность двигателя напрямую зависит от того, насколько эффективно цилиндр наполняется свежей горючей смесью и насколько полно она сгорает. Идеальный процесс нарушают различные сопротивления и потери. Наша задача — максимально снизить эти вредные факторы, чтобы использовать энергию топлива с наибольшей отдачей. Важно помнить, что для аэросанных двигателей критично увеличение степени сжатия выше 8.0 — это может привести к опасным последствиям.
Повышение коэффициента наполнения цилиндра
Цилиндр никогда не заполняется смесью на 100%. Этому мешают сопротивление впускного тракта и противодавление выхлопных газов. Чтобы улучшить наполнение, нужно работать в двух направлениях: облегчить всасывание свежей смеси и улучшить очистку цилиндра от отработавших газов.
Внимание! Любое вмешательство, улучшающее наполнение, повышает риск детонации — взрывообразного сгорания топлива. Детонация разрушительна для двигателя: прогорают поршни, выходят из строя свечи. Поэтому даже при незначительном форсировании может потребоваться переход на высокооктановое топливо и установка свечей с высоким калильным числом.
Снижение сопротивления на впуске
Воздушный путь от атмосферы до цилиндра — это цепь препятствий: воздухоочиститель, карбюратор, изогнутые патрубки, шероховатые каналы. Каждый элемент создает сопротивление.
Практические меры:
- Шлифовка и полировка внутренних поверхностей впускных каналов головки цилиндров и патрубков для уменьшения трения.
- Замена патрубков на прямые и увеличенного диаметра.
- Установка карбюратора с увеличенным диффузором (например, с ø 26 мм вместо ø 24 мм).
- Использование скоростного напора. Для аэросаней эффективен простой наддув с помощью воздухозаборника, развернутого навстречу потоку. Встречный воздух создает дополнительное давление во впускном тракте.
- Снятие воздушного фильтра. В зимних условиях эксплуатации аэросаней запыленность воздуха минимальна, поэтому фильтр, создающий значительное сопротивление, можно демонтировать.
Рис. 1. Элементы двигателя, создающие сопротивление на впуске.
Снижение сопротивления на выпуске
Выхлопная система — главный враг свободного выхода отработавших газов. Глушители и узкие, извилистые каналы создают обратное давление, мешающее продувке цилиндра.
Практические меры:
- Замена штатного глушителя на прямой выхлопной патрубок увеличенного диаметра.
- Тщательная шлифовка выпускных каналов в головке цилиндров.
- Придание патрубку формы «мегафона» — плавное расширение на выходе. Это снижает турбулентность и помогает газам легче покидать систему.
- Подбор длины выхлопной трубы. При определенной длине, кратной длине волны выхлопных импульсов, возникает явление резонанса, которое создает эффект отсоса газов из цилиндра. Это сложный, но очень эффективный метод, о котором мы подробнее расскажем в будущих публикациях.
Рис. 2. Схема установки воздухозаборника для наддува.
Рис. 3. Элементы, создающие сопротивление на выпуске.
Рис. 4. Оптимизация формы выхлопного патрубка.
Дополнительные резервы и кардинальные меры
Значительный прирост мощности и снижение механических потерь дают, казалось бы, мелочи:
- Точная установка тепловых зазоров поршня и колец.
- Облегчение поршневой группы.
- Полировка шеек коленчатого вала и балансировка.
- Точная регулировка угла опережения зажигания.
- Подбор оптимальных сортов топлива и моторного масла.
Если же требуется более серьезное вмешательство, связанное с изменением конструкции, можно рассмотреть следующие методы (они детально описаны в специализированной литературе, например, в книге М. Гинзбурга «Эксплуатация и ремонт мотоциклов»):
- Увеличение фазы впуска (для четырехтактных — доработка распредвала, для двухтактных — расширение впускных окон).
- Замена подшипников скольжения на шариковые (роликовые) как на коренных, так и на шатунных шейках коленвала для снижения трения.
- Установка более производительного карбюратора с увеличенными жиклерами и диффузором.
Помните, что форсирование — это всегда поиск баланса между мощностью, надежностью и ресурсом двигателя. Подходите к этому процессу взвешенно и технически грамотно.