Автор: Сингуринди Э.Г.  

Теги: транспорт   двигатель автомобиля   спорт   автомобили   соревнования   автомобильный спорт  

Год: 1974

Похожие

Подготовка автомобиля к соревнованиям

Автомобильный справочник Bosch

Автомобильный технический справочник Т.2

Автомобильный спорт. Часть 1

Текст 
                    Э. Г. СИНГУРИНДИ
ПОДГОТОВКА
АВТОМОБИЛЬНЫХ
ДВИГАТЕЛЕЙ
К СОРЕВНОВАНИЯМ
МОСКВА - ИЗДАТЕЛЬСТВО ДОСААФ - 1974


7a7,3
C38
Сингуринди Э. Г.
С-38 Подготовка автомобильных двигателей к
соревнованиям. М. Изд-во ДОСААФ, 1974
160 с. с ил.
В книге рассказывается о подготовке автомобильных
двигателей к соревнованиям, приводятся некоторые данные о путях
развития автомобилестроения, характеризуются современные
спортивные и стандартные двигатели, излагаются приемы и методы
их форсировкн. При этом наиболее полно автор рассматривает
вопрос форсировки двигателя М-412.
Книга окажет помощь не только спортсменам
автомотоклубов, но также автолюбителям, работникам автохозяйств и
авторемонтных заводов.
С 609°2-103 113-74 ™
072(02)-74
ИЗДАТЕЛЬСТВ О ЛОСААФ СССР. 1974 г.


К ЧИТАТЕЛЮ
В решениях XXIV съезда КПСС и директивах по девятому
пятилетнему плану развития народного хозяйства
предусматривается довести выпуск автомобилей в СССР в 1975 г. до 2—2,1 млн.
единиц, причем по сравнению с 1970 г. выпуск легковых
автомобилей возрастет в 3,5—3,8 раза, а грузовых в 1,5 раза.
Девятая пятилетка войдет в историю автомобильной
промышленности страны как знаменательный этап, характеризующийся не
только резким ростом объема производства, но и существенными
качественными сдвигами. В 1970—1975 гг. предстоит
реконструировать ИЗ действующих заводов, производящих автомобили, моторы,
агрегаты и построить 21 новый завод. Причем и дальше будет
развиваться специализация и кооперация производства.
Специализация и кооперация в автомобильной
промышленности — основа удешевления производства автомобилей и повышения
их качества, что является решающим фактором надежности и
долговечности автомобиля, необходимых как для нормальной
длительной эксплуатации, так и для достижения высоких спортивных
результатов в автомобильных соревнованиях.
Специфика автомобильного спорта такова, что уровень
спортивных достижений находится в прямой зависимости от качеств
серийного автомобиля, на базе которого создается спортивный
автомобиль. Недостаточное качество подготовки материальной части
практически невозможно компенсировать ни высоким водительским
мастерством, ни хорошей физической подготовкой гонщиков.
До начала массового производства автомобилей в нашей
стране автомобильные соревнования проводились, в основном, в виде
испытательных пробегов по различным маршрутам и гонок на один
километр. С развитием автомобилестроения спорт становится
массовым, а соревнования — более сложными и разнообразными.
3


В предвоенные годы был проведен ряд крупнейших
автомобильных соревнований с участием серийных грузовых и легковых
автомобилей, причем последние участвовали в основном в шос-
сейно-линейных гонках.
Увеличение количества выпускаемых серийных автомобилей и
совершенствование их качества в годы первых пятилеток стало
основой для создания специальной спортивной техники, например,
автомобилей ГАЗ-ГЛ-1 и ЗИС-спорт.
После Великой Отечественной войны типаж выпускаемых в
стране автомобилей был обновлен, а соревнования, проведенные с
участием новых советских автомобилей, продемонстрировали их
высокую надежность и возможность применения в спортивных целях.
С 1950 г. стали проводиться чемпионаты СССР по автогонкам.
Это способствовало повышению мастерства вождения гонщиков и
дальнейшему развитию и совершенствованию автомобилей. В
СССР появился новый тип автомобилей — гоночные,
подготовленные специально для кольцевых трасс и создававшиеся первое
время в индивидуальном инициативном порядке. Позже Таллинский
авторемонтный завод наладил мелкосерийный выпуск гоночных
автомобилей III формулы марки «Эстония».
В наибольшей степени техническое совершенство легковых
автомобилей проверяется в соревнованиях типа ралли, начало
проведения которых в СССР относится к 1957 г., т. е. к периоду
очередной смены выпускаемых моделей автомобилей и дальнейшего
повышения их эксплуатационных и динамических качеств.
Со временем автомобильные ралли начинают занимать
ведущее место в отечественном автомобильном спорте. В последние
годы в традиционных ралли, таких, как «Такси», «Золотое кольцо»,
«Белые ночи», «Руденс», выступают по 120—140 экипажей
участников. Именно этот вид соревнований позволил нашим спортсменам-
автомобилистам выйти на международную арену и принять
активное участие во многих крупнейших соревнованиях, неоднократно
добиваясь значительных успехов.
Экипажи сильнейших советских раллистов С. Тенишева, В.
Бубнова, С. Брундзы, К. Гирдаускаса, Л. Потапчика и других
неоднократно показывали высокие результаты в очень трудных
зарубежных ралли, входящих в зачет чемпионата Европы, а с 1973 г. и
чемпионата мира. «Золотые пески» в Болгарии, «1000 озер» в
Финляндии, «Вартбург» в ГДР, «Рейд польский» в Польше, «Влта-
ва» в Чехословакии, «Сафари» в Эфиопии и других.
В конце шестидесятых годов на международную арену вышли
советские спортсмены на гоночных автомобилях «Эстония» III
формулы, показав весьма неплохие результаты.
4


Руководство автомобильным спортом в стране осуществляет
ЦК ДОСААФ СССР и Федерация автомобильного спорта СССР
(председатель ФАС СССР заслуженный деятель науки и техники
РСФСР, доктор технических наук профессор Л. Л. Афанасьев),
которая является членом международной автомобильной федерации
(ФИА). Непосредственную подготовку сборных команд СССР к
выступлениям в отечественных и международных соревнованиях по
автомобильному спорту осуществляет Центральный автомотоклуб
ДОСААФ СССР.
III пленум ЦК ДОСААФ СССР (май, 1973 г.), посвященный
развитию и совершенствованию военно-технических видов спорта,
поставил перед организациями оборонного Общества задачу по
дальнейшему усилению военно-прикладной направленности
техническою спорта и обеспечения постоянного роста удельного веса
моторных видов спорта. При этом особое внимание уделено
массовости военно-технических видов спорта и повышению уровня
спортивного мастерства. Отрадно, что один из видов автоспорта —
автомобильное многоборье — включен в программу VI Спартакиады
(1974—1975 гг.) народов СССР по военно-техническим видам
спорта. Нельзя не отметить тот энтузиазм, с которым готовились
автомобилисты ДОСААФ к стартам VI спартакиады.
Сегодня ведущими центрами по конструированию и созданию
спортивных автомобилен для всесоюзных и международных
соревнований являются заводы-изготовители серийных моделей. В
первую очередь хотелось бы отметить Московский автозавод им.
Ленинского комсомола, конструкторы и инженеры которого наиболее
активно трудятся над созданием спортивных двигателей, а также
Ижевский автозавод, где при подготовке спортивных автомобилей
серьезно занимаются усовершенствованием трансмиссии и кузова
(автомобиль ИЖ-ралли).
За последнее время активно включились в автомобильную
спортивную жизнь страны работники и спортсмены Волжского
автомобильного завода и Уфимского моторостроительного завода.
Возросшее количество заводов, участвующих в автомобильных
соревнованиях, обострило спортивную борьбу за кубок заводов на
первенстве СССР и активизировало усилия конструкторов в
создании еще более быстроходных и надежных автомобилей для
автогонок.
В гонках участвуют, однако, не только автомобили заводов-
изготовителей серийных моделей. Успешно соперничают с ними
автомобили, подготовленные в коллективах ДОСААФ и автопред-
приятий Грузии, Эстонии, Латвии, Литвы, г. Ленинграда и ряда
других республик и городов Советского Союза.
5


Расширившаяся география автомобильного спорта, его
популярность и массовость явились залогом роста мастерства советских
автогонщиков, готовности их бороться на равных с лучшими
зарубежными гонщиками и лучшими зарубежными автомобилями.
Немаловажную роль в этом сыграло то обстоятельство, что у нас
автомобильные гонки по трудности, протяженности трасс и накалу
спортивной борьбы не отличаются от соревнований за рубежом.
Велико воспитательное значение автоспорта, как спорта
вообще, который укрепляет и развивает у нашей молодежи высокие
моральные и физические качества, смелость, решительность и
упорство в достижении победы, прививает любовь к знаниям и технике,
открывая безграничные возможности для технического творчества.
Наряду с этим автомобильные соревнования способствуют
повышению мастерства вождения автомобиля, благодаря чему
снижается аварийность на улицах и дорогах страны, углубляются
знания материальной части, правил эксплуатации и технического
обслуживания. Все это вместе взятое позволяет
авторемпредприятиям., учебным и спортивным организациям ДОСААФ более полно
использовать автомобильную технику.
Поистине неисчерпаемым резервом массовости автоспорта
является огромная армия автолюбителей — владельцев собственных
автомобилей, растущая год от года. Вовлечение их в
автомобильный спорт — одна из задач организаций ДОСААФ.
Автомобильный спорт в СССР — большое государственное
дело, и организации ДОСААФ вместе с создателями спортивных
автомобилей и автогонщиками страны прилагают много усилий,
чтобы приумножить спортивную славу нашей страны, добиться еще
больших спортивных успехов.
Заканчивая введение, хотелось бы еще раз подчеркнуть, что эта
книга написана мною на основании личного опыта подготовки
двигателя автомобиля «Москвич-412» к соревнованиям, накопленного за
многолетний период участия во всесоюзных и международных
автомобильных гонках и прежде всего — в ралли.
Весьма вероятно, что существуют и иные методы форсировки
двигателей. Что ж, рассказывая о своем опыте и об опыте своих
товарищей, я был бы рад познакомиться и с еще не известным мне
опытом других спортсменов.
Считаю своим долгом выразить благодарность
инженеру-конструктору Ленинградского опытно-эксплуатационного завода
ДОСААФ Э. М. Левину, конструктору центрального института
топливной аппаратуры А. И. Локшину, инженеру Кировского завода
А. Н. Голубкову, оказавшим помощь в подготовке отдельных
разделов книги к печати,
6


Глава I.
ЛУТИ РАЗВИТИЯ АВТОМОБИЛЕСТРОЕНИЯ.
МЕТОДЫ ПОДГОТОВКИ ДВИГАТЕЛЕЙ
СПОРТИВНЫХ АВТОМОБИЛЕЙ
РАЗВИТИЕ И СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ДВИГАТЕЛЕЙ
ОТЕЧЕСТВЕННЫХ ЛЕГКОВЫХ АВТОМОБИЛЕЙ
Первые автомобили появились во многих
европейских странах в конце прошлого ,века. В России
строительство автомобилей носило эпизодический характер,
и только в 1909 г. автомобильное отделение
Русско-Балтийского вагонного завода (РБВЗ) наладило серийный
выпуск автомобилей, преимущественно легковых.
Четырехцилиндровые нижнеклапанные двигатели (рис. 1)
имед« три модификации по рабочему объему (табл.1).
Таблица 1
Основные параметры двигателей легковых автомобилей РБВЗ
Ι ω
1 С
о
о
о о.
* S
о я
£ s
а-
4
4
4 ,
Диаметр
цилиндра/ход поршня,
мм
80/110
95/130
105/130
Рабочий
объем,
л
2,212
3,68
4,503 |
Мощность/обороты
коленчатого вала,
л. с/об в мин.
24/1600
35/1300
40/1200
Для автомобилей, участвовавших в гонках, форси-
ровка двигателей осуществлялась, в первую очередь за
счет увеличения рабочего объема до 4,95 л.
Выступления автоспортсменов на автомобилях «Руссо-Балт»
пользовались неизменным успехом, в том числе и в
международных соревнованиях.
7


Рис. 1. Поперечный разрез двигателя Руссо-Балт модели С:
/ — карбюратор; 2 — пусковой клапан; 3 — магнето; 4 —
смотровой люк масляного картера
После Великой Октябрьской социалистической
революции в связи с широким развертыванием отечественной
промышленности, строительством в годы первых
пятилеток автозаводов-гигантов и организацией массового
производства автомобилей на основе базовых моделей
были разработаны модернизированные модели и
форсированные варианты, данные по которым приведены в
табл. 2.
8


Основные параметры отечественных двигателей выпуска 1932— 1940 гг.
Таблица 2
Двигатель
ГАЗ-А
ГАЗ-М
ГАЗ-11
ГАЗ-ПА
ЗИС-101
ЗИС-101
ЗИС-101А
ЗИС-спорт
Число

цилиндров
4
4
6
6
8
8
8
8
Рабочий
объем,
Л 1
3,28
3,28
3,48
3,48
5,76
5,76
5,76
—·
Степень
сжатия
4,22
4,6
5,6
6,5
4,8
5,5
5,5
—
Мощность/
число
оборотов, л. с/
об в мин.
40/2200
50./2600
76/3400
85/3600
90/2800
110/3200
116/3000
14Г/3300
Крутящий момент/
число оборотов,
кгм/об в мин.
16,5/1000—1200
17,0/1100—1300
2Q/1500
21,6/1800
ЗЗОУ1200
35,5,/1300
34,5/1400
—
Карбюратор,
направление
потока
ГАЗ-Α,
восходящий
К-14,
восходящий
К-23, падающий
»
ЗИС-101,
восходящий
2>
МКЗ-Л2,
падающий
—
Примечания
Чугунная
головка блока
Алюминиевая
головка блока
Поршни
чугунные
Поршни
алюминиевые


Двигатель ГАЗ-АА форсирован за счет увеличенных
фаз газораспределения и улучшения работы системы
питания. Двигатель ГАЗ-М имел конструктивные
изменения по шатунно-кривошипному механизму и
комбинированную систему смазки и был форсирован по
оборотам, степени сжатия, а также имел измененную
форму камеры сгорания и увеличенный подъем клапанов.
На двигателе ГАЗ-11-Х была установлена
алюминиевая головка блока, что позволило увеличить степень
сжатия.
Верхнеклашанный двигатель ЗИС-101 первоначально
был форсирован путем повышения степени сжатия и
увеличения числа оборотов при использовании
алюминиевых поршней, а затем увеличением фаз
газораспределения и изменением системы питания. На этом
двигателе была использована камера сгорания
цилиндрической формы и клапаны разного диаметра с установкой
двух пружин на каждый. На спортивных автомобилях с
форсированными двигателями ГАЗ-М, ГАЗ-11, ЗИС-
101-спорт были достигнуты — соответственно —
скорости 143,2 км/ч, 161,87 км/ч и 162,4 км/ч.
В послевоенные годы в связи с необходимостью в
кратчайший срок наладить массовый выпуск
автомобилей стали производить более простые по устройству и
дешевые в изготовлении нижнеклапанные двигатели.
Первоначально технические требования для
спортивных двигателей предусматривали сохранение
принципиальной конструкции всех его механизмов. Поэтому фор-
сировка осуществлялась за счет повышения степени
сжатия, применения нескольких карбюраторов,
изменения впускного трубопровода, использования впускных
клапанов увеличенного диаметра и установкой двух
свечей зажигания на один цилиндр. Выпускной
трубопровод в ряде случаев выполнялся с отдельными
патрубками для каждого выпускного канала для
предупреждения перетекания выхлопных газов, особенно «
начале такта выпуска, в соседние цилиндры. В
глушителе удалялись перегородки, чем снижалось
сопротивление выпуску отработавших газов.
Усовершенствовалась система смазки и охлаждения.
Емкость масляного картера увеличилась, например, на
двигателе М-20 до 9 л. (против 6 л.), для чего к нему
приваривался дополнительный бачок, применялись си-
10


Таблица S
Основные параметры отечественных двигателей выпуска 1946—1956 гг.
Двига -
тель
МЗМА-
400
М-20
ГАЗ-12
ЗИЛ-110
ЗИЛ-112
Число

цилиндров
4
4
4
4
4
4
6
6
8
8
Рабочий
объем,
л
1,07
1,07
1.19
2,12
2,12
2,49
3,48
3,48
6,0
6,0
Мощность/
обороты,
л. с,/об в
мин.
23/3400
28/3800
34/4200
50/3600
65/3900
78/3800
90/3600
107/3800
140/3600
170/3800
Степень
сжатия
5,8
6,72
6,8
6,2
7,4
7,5
6,7
7,5
6,82
8,5
Диаметр

впускного
клапана, мм |
—
—
39
41
45,5
39
41
42,5
45,5
Система
питания-
1 карбюратор
К-25А
2 карбюратора
К-25А
~—
1 карбюратор
К-22
2 карбюратора
К-22А
2 карбюратора
К-21
1 карбюратор
К-21
2 карбюратора
К-21
1 карбюратор
мкз-лз
4 карбюратора
К2-2А
Система
зажигания
Свечи НА
11/11А
—
Свечи НА
11/11А
—
По 2 свечи
НА12/15Гна
цилиндр
—
По две свечи
ВКС-9 или
ВКС-12 на
¥Т УХ Tt ΤίΤΪ ΤΙ Τ\
цилиндр
Свечи ВКС-9
или ВКС-12
Примечания
Серийный
двигатель
Серийный
двигатель
Под пружины
впускных
клапанов
подложены шайбы
толщиной 3 мм
Серийный
двигатель
Серийный
двигатель


стемы доливки масла в двигатель во время движения
автомобиля. Поддержание температуры масла в
оптимальных пределах осуществлялось с помощью масляных
радиаторов или водяного охлаждения масляного
поддона. Для отвода большего количества тепла от
форсированного двигателя емкость системы охлаждения и
величина поверхности теплообмена радиатора
увеличивались.
Существенное повышение мощности было достигнуто·
также на модификациях двигателей с увеличенным
рабочим объемом (табл. 3), что послужило основой для
создания серийных двигателей переходных моделей
МЗМА-402 и ГАЗ-21Б в 1956—1958 гг. (табл. 4).
Таблица 4
Основные параметры двигателей переходных моделей
1956—1958 гг.
Двигатель
МЗМА-402
ГАЗ-21Б
Число
цилиндров
4
4
Рабочий
объем, л
1,22
2,42
Степень
сжатия
7,0
7,0
Мощность/обо- ,
роты, л. с/об 1
в мин.
35/4200
65/3800
К этому времени относится и разработка
конструкций спортивных двигателей с верхнеклапанным
механизмом газораспределения. Первоначально верхнее
расположение применялось только для впускных клапанов,
что позволило несколько улучшить форму камеры
сгорания, увеличить проходные сечения клапанов и
впускных каналов (рис. 2). Установка вторых пружин в
приводе позволяла сохранить кинематическую связь
деталей механизма при высоком числе оборотов.
Сравнительные характеристики двигателей Горьковского завода
представлены на рис. 3.
Принципиальное изменение конструкции двигателя
было сделано при создании .высокофорсированной
модификации для рекордно-гоночного автомобиля «Харь-
ков-6», где были применены верхние клапаны, установ-
12


Рис. 2. Поперечный разрез двигателя М-20 с верхними
впускными клапанами
ленные в два ряда с приводом от двух верхних
распределительных валов через промежуточные рычаги, что
существенно улучшило мощностные и скоростные
показатели (табл. 5).
13


Таблица £
Основные параметры двигателей, оборудованных нагнетателями
Двигатель
ГАЗ-спорт
Харьков-6
4
4
Диаметр
цилиндра/ход
поршня, мм
88,65/100
79/100
1 »s ч
S Ч
cr ·
СО А
о
2,49
1,97

Степень

сжатия
6,0
8,5

Мощность в
л.
с/обороты кол.
вала в
мин.
105/4000
200У6000
Примечание
Механизм

газораспределения
стандартный
Верхние
клапаны с
приводом от
двух верхних

распределительных
валов 1
Последующие конструкции спортивных двигателей
были полностью верхнеклапанными с нижним
распределительным валом, различным вариантом
расположения клапанов, сегментносферической, плоскоовальной
или клиновой формой камеры сгорания (табл. 6).
Последнее нашло свое отражение в конструкции серийных
двигателей, выпускаемых с 1958 г. и последующего
периода. К этому периоду относится создание двигателей
с V-образным расположением цилиндров, что
позволило получить компактные двигатели прогрессивной
конструкции.
1*00 2200 J0O0 J30Q otft**.
Рис. 3. Скоростные
характеристики двигателей ГАЗ-М-20:
1 — стандартный двигатель; 2 —
форсированный нижнеклапанный
двигатель; 3 — форсированный
двигатель с верхними впускными
клапанами


Рис. 4. Схема питания двигателя с впрыском бензина с
электронным управлением цикловой подачей:
/ — топливный бак; 2 — сетчатый заборник; 3 —
бензонасос электрический; 4 — шланг; 5 — редукционный клапан;
Ь — топливная магистраль; 7 — распределительная
магистраль; 8 — фильтр; 9 шланг форсунки; 10 —
электромагнитная форсунка; // — дроссельная заслонка; 12 — тяга·
13 — впускной патрубок; 14 — рессивер; 15 —
теплоизолирующая проставка
При последующей модернизации коренным измене-
ниям подвергалась система питания, где были
применены четырехкамерные карбюраторы с
последовательным открытием дроссельных заслонок, а также
разработаны системы впрыска топлива с электронным уп-
15


Таблица 6
Основные параметры отечественных спортивных двигателей выпуска 1958—1963 гг.
Двигатель
Победа-НАМИ
Победа-спорт
МЗМА
Москвич-спорт
Москвич-Г2
Москвич-Г2/407
ЗИЛ-112/2
Рабочий
объем, л
2,49
2,12
1,19
1,07
1,09
1,36
6,0 !
Степень
сжатия
9,0
—
—
8,65
8,8
8,5
Мощность в
л. с/обороты
колен, вала,
в мин.
92/4200
85/4000
38/4500
58/4800
75/5600
70/4800
200/4000
Топливная аппаратура
2 карбюратора К-22А
2 карбюратора
4 карбюратора
мотоциклетного типа
»
>
2 карбюратора
мкз-лз
Примечания
Верхние клапаны
впускные
Верхние клапаны
расположены V-образно
Верхние клапаны
впускные
Верхние клапаны
расположены V-образно
*
Фазы газораспределе
ния расширены
Верхние клапаны
рядного расположения с
небольшим наклоном к оси
цилиндра
Верхние клапаны
впускные


равлением цикловой подачи (рис. 4, 5) и вакуумно-ме-
ханическим регулированием. Оборудование двигателя
системой впрыска топлива позволило, наряду с
уменьшением неравномерности распределения топлива по
цилиндрам, повысить коэффициент наполнения цилиндров,
так как впускные трубы могут иметь увеличенные
проходные сечения, а длины их можно подобрать для
получения инерционного наддува. Основные данные по
этим двигателям и их модификациям приведены в
табл. 7.
Рис- 5. Схема управления подачей топлива (нумерация позиций
продолжает рис. 4):
16 — электронасос; 16а — электромагнитные форсунки; 17 —
замок зажигания; 18 — устройство формирования импульсов;
19 — прерыватель (датчик оборотов); 20 — датчик разрежения;
21 — датчик экономайзера; 22 — датчик ускорения; 23, 24 —
потенциометры; 25 — кнопка дополнительной подачи топлива
Следующим важным этапом в развитии
отечественного двигателестроения является разработка
конструкций и начало серийного производства двигателей с
верхним распределительным валом. Такая схема
уменьшает число деталей, двигающихся
возвратно-поступательно, что снижает инерционные нагрузки, увеличивает
жесткость деталей привода и позволяет форсировать
скоростной режим двигателя. Конструкция
газораспределительного механизма упрощается, появляется воз-
2 Зак. 4
17


Таблица 7
Основные параметры отечественных двигателей, выпускаемых после 1958 г.
Двигатель
1
МЕМЗ-965
МЕМЗ-966
МрМЗ-968
Число
цилиндров и

расположение*
2
4V
4V
4V
4V
Диаметр
цилиндра,
ход поршня
3
66/54,5
72/54,5
76/66
76/66
Рабочий
объем,
л
4
0,746
0,887
1,197
1,197
Степень
сжатии
5
6,5
6,5
7,2
8,0
Мощность/
обороты,
л. с./об
в мин.
6
23/4000
27/4000
43/4200—
4400
45/4700
Крутящий
момент/
обороты,
кгм/об
в мин.
7
4,5/2500
5,3/2400—
2600
7,8,/2700—
2900
Топливная
аппаратура
8
1
карбюратор К-123

однокамерный
1
карбюратор К-123А

однокамерный
1
карбюратор К-125Б

однокамерный
1
карбюратор К-125Б

однокамерный ι
Примечания
9
С
карбюратором К-125
и впускным
коллектором
под него
мощность
30 л. с.
I Ьмспены
фазы
газораспределения |


МЗМА-407
МЗМА-408
ГАЗ(ЗМЗ)-
21
ГАЗ(ЗМЗ)-
21Д, Ε
ГАЗ(ЗМЗ)-
21А
ГАЗ(ЗМЗ)-
24
ГАЗ(ЗМЗ)-
21
ГАЗ(ЗМЗ)-
24
ГАЗ(ЗМЗ)-
21
ГАЗ(ЗМЗ)-
13
4Р
4Р
4Р
4Р
4Р
4Р
4Р
4Р
4Р
8V
7G/75
76/75
92/92
92/92
92/92
92/92
92/92
92/92
100/92
10Р/88 5,55
1,36
1,36
2,445
2,445
2,445
2,445
2,445
2,445
2,865
8,5
7,0
7,0
6,7
7,5
6,7
8,2
6,7
11
—
-г-
45/4.500
50/4750
70/4000
80/4000
75/4000
98/4500
88—90/4200
125/4500
115/5400
1Θ5/4200
8,8/2600
9,3/2750
17/2000
18/2000
17/2200
19,2/2400
19/2300
21/2400
41/2200
К-59
однокамерный
Κ· 126Π
двухкамерный
К-22И
однокамерный
К-22И
однокамерный
2
карбюратора К-124

однокамерных
К-126Г
двухкамерный
Впрыск с
электронным
управлением
»
»
К-114
четырех-
камерный
Расширены
фазы

распределения


Продолжение
1
ГАЗ(ЗМЗ)-
13
ЗИЛ-111
ЗИЛ-114
ЗИЛ-117
2 1
1
8V
8V
8V
8V
3
100/88
100/95
108/95
108/95
4
5,55
5,98
6,96
6,96
5
_
9,00
9,5
9,5
6
__
200/4200
290/4000
315/4400
7
45/2200-
2400
55,5/2500-
3000
59/3000
8
Впрыск с
электронным
управлением
К-85Б
четырех-
камерный
К-254
четырех-
камерный
Впрыск с ва-
куумно-ме-
ханическим

регулированием
9
* Цифра указывает количество цилиндров, а стоящие рядом буквы их расположение:
V-образное, Р-рядиое.


можность применить V-образное расположение
клапанов без ущерба для проходного сечения и формы
газовых каналов в головке блока. При этом расположение
свечи зажигания меньше зависит от общей компоновки,
а циркуляция охлаждающей жидкости, особенно в
полости головки блока, становится более рациональной.
На АЗЛК было спроектировано семейство
четырехцилиндровых двигателей с одним распределительным
валом, расположенным в головке блока, V-образным
расположением клапанов и приводом их через
коромысла без толкателей (табл. 8).
Таблица 8
Основные параметры семейства двигателей с верхним
распределительным валом конструкции АЗЛК
Диаметр
цилиндра/
ход поршня,
мм
76/70
82/70
85/70
85/78
Рабочий
объем,
л
1,27
1,478
1,585
1,782
Степень
сжатия
9,0—9,5
»

Мощность,
л. с.
64
74
80
88
Обороты
коленчатого
вала в
мин.
6000
6000
6000
6000
Примечания
Двигатель
выпускается
серийно
Один из указанных двигателей с рабочим объемом
1,5 л, принятый к серийному производству на Уфимском
моторостроительном заводе (М-412) развивает большую
мощность, обладает достаточной экономичностью и
имеет благоприятный характер кривой крутящего момента,
что обеспечивает автомобилю высокие динамические
качества при таком же эксплуатационном расходе
топлива, как у предыдущих моделей.
Аналогичные показатели получены на двигателе
ВАЗ-2101, также имеющего верхний
распределительный вал, но при ином расположении клапанов. Кроме
того, двигатель ΒΑΞ-2101 имеет клиновую камеру
сгорания и одностороннее расположение газозых каналов.
Перспективным для развития двигателей является
применение более совершенной системы газораспреде-
2L


ления с двумя верхними распределительными валами и
клапанами, установленными с развалом (рис. 6).
Предварительные исследования и испытания,
проведенные на двигателях модели М-412, дают основание
Рис. 6. Головка блока двигателя М-412 с двумя
распределительными валами
считать возможным достижение высокой литровой
мощности и для двигателя массового производства.
Улучшение топливной экономичности, повышение мощности и
снижение токсичности отработавших газов может быть
достигнута усовершенствованием конструкции
двигателя, в частности, системы питания.
■22


Потребуется, по-видимому, применение карбюраторов
с горизонтальным потоком, а также системы впрыска
топлива с электронным управлением цикловой
подачей. Предварительные данные по двигателям
перспективных моделей приведены в табл. 9.
В развитии автомобилестроения в нашей стране, так
же как и з мировой практике, спортивные и гоночные
автомобили играют значительную роль, так как в их
конструкции наиболее ярко проявляются технические
решения, направленные на повышение динамических
качеств, которыми в первую очередь определяется
производительность автомобиля как транспортного
средства. Основным условием для повышения динамики
является рост мощностных показателей автомобильных
двигателей, как абсолютных, так и удельных, поэтому при
создании новых конструкций требовалось найти
рациональные решения по дальнейшей форсировке
двигателей. Исследования в этом направлении особенно
быстро и в наиболее полном объеме проходили и проходят
на спортивных двигателях, для которых главным
качеством являются высокие мощностные и скоростные
показатели.
Результаты эксплуатации спортивных двигателей в
условиях скоростных соревнований дают сведения,
необходимые для повышения качества двигателей
серийного производства. Неуклонный рост мощностных
характеристик последних находится в непрерывной связи
с параметрами спортив-ных двигателей, хотя π с
некоторым отставанием. Причем, если в середине XX века
это отставание составляло 20—30 лет, то к 70-м годам
этот период сократился до 10—15 лет.
Технические решения, направленные на повышение
качеств двигателей, осуществляются и проходят
всестороннюю проверку прежде всего на спортивных
двигателях в многочисленных скоростных соревнованиях,
которые являются действенным средством для испытаний
автомобилей и служат стимулом для улучшения их
эксплуатационных качеств.
Если шоссейно-кольцевые гонки, где все узлы и
детали двигателя в течение нескольких часов
непрерывно работают с максимальным напряжением, позволяют
выявить в короткий срок целесообразность тех или иных
решений и обнаружить слабые места в конструкции, то
23


Таблица 9
Основные параметры двигателя М-442
Рабочий
объем, л
1
1,478
1,478
1,478
1,478
1,478
Степень
сжатия
2
8,8
9,2
9,4
9,2
9,4

Газораспределительный
механизм
3
1ВРВ*
1ВРВ
2ВРВ**
1ВРВ
2ВРВ
Мощность/
обороты,
л. с,/об
в мин.
4
75/5800
95-100/60С0
—6500
87/5800
92/5900
100/5800
Крутящий

момент/обороты, кгм/об
в мин.
5
11,8/3400
f Топливная
аппаратура
δ
1 карбюратор
К-126Ы
двухкамерный
2 к-ра К-126Н
двухкамерные
1 карбюратор
К-126Н
двухкамерный
2 weber 40DCO
двухкамерные
»
Примечания
7
Серийный двигатель
Свободный выхлоп.
Двигатель гоночного
автомобиля «Эстония-
16»
Опытный двигатель
1969 г.
Для гоночного
автомобиля «Москвич-Г5»
1969 г., свободный
выхлоп
То же, 1970 г. и для
серийного автомобиля,
подготовленного для
рекордных заездов на
500 км, 1000 км и
6 часов 1972 г.


Продолжение
1
1,6
1,7
i ,824
2
9,6
9,6
3
2ВРВ
2ВРВ
2ВРВ
4
99/5800
117/6000
125/5800—
6000
5
■~~·
6
1, К-12Ш
двухкамерной
2 weber
40DCO
двухкамерные
»
Вариант для ралли
1972 г.
Для гоночного
автомобиля «Москвич-15» 1971 г.
свободный выхлоп
Для серийного
автомобиля, подготовленного
для рекордных заездов
на 500 км, 1000 км и
6 часов, 1972 г. |
* 1ВРВ — один верхший распределительный вал
** 2ВРВ — два верхних распределительных вала.
в


β ралли проверяется также надежность и долговечность
автомобиля настолько, что становятся возможными
прогнозы относительно поведения двигателя в обычной
эксплуатации.
Многодневные скоростные соревнования — ралли,
проходящие по дорогам общего пользования,
отличаются напряженным режимом движения и практически не
оставляют участникам соревнований времени для
устранения возникающих неисправностей.
Например, на ралли «Золотое кольцо» в 1971 г.
лидер соревнований в классе «Москвич-412» прошел около
3000 км с пробитой прокладкой головки блока, а
бронзовый призер Первенства СССР 1972 г. в IV группе
прошел последние 600 км дистанции с прогоревшим
поршнем.
Таким образом, создаются условия для длительной
проверки работоспособности всех агрегатов автомобиля.
КРАТКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ОСНОВНЫХ ПАРАМЕТРОВ
СОВРЕМЕННЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ СРЕДНЕГО ЛИТРАЖА
ЗАРУБЕЖНЫХ АВТОМОБИЛЕЙ
В настоящее время в спортивных соревнованиях за
рубежом используются автомобили разнообразных
типов, отнесенных к 4-м группам. К 1 группе относятся
серийные легковые автомобили, изготавливаемые в
количестве не менее 5000 штук в год. Ко 2 группе
относятся специальные легковые автомобили с
минимальным выпуском 1000 штук в год. В этой группе
допускаются весьма значительные изменения конструкции по
сравнению со стандартными автомобилями, например,
изменение расположения распределительного вала и
числа их в двигателе. Для широкой проверки на поак-
тике новейших достижений автомобилестроения в этой
группе существует подгруппа с минимальным выпуском
100 машин в год. В 3 группу входят так называемые
автомобили «Большого туризма» с выпуском не менее
1000 штук в год, а в 4 — специальные автомобили типа
автомобилей 3 группы с выпуском не менее 500
штук в год·
В зависимости от рабочего объема двигателей для
стандартных автомобилей установлено 7 классов:
26


ϊ. До 700 см3 5. 1600—2000 см3
2. 700—1000 см3 6. 2000—3000 см3
3. 1000—1300 см3 7. Свыше 3000 см3
4. 1300—1600 см3
Автомобили «Большого туризма» разделены на
4 класса:
Ь До 1000 см3 3. 1300—1600 см3
2. 1000—1300 см3 4. Свыше 1600 см3
Принятая классификация отражает особенность
автомобилестроения Европы и Японии, заключающуюся в
том, что наиболее популярными автомобилями
массового производства являются автомобили с рабочим
объемом двигателя 1,3—2,5 л. При этом автомобили,
стоящие ближе к нижнему пределу, имеют наибольший
выпуск, а автомобили с литражом двигателя средних
значений и выше более разнообразны по моделям.
При рассмотрении технических характеристик
серийных и спортивных двигателей можно выявить
различные тенденции создания форсированных модификаций.
Ряд фирм (табл. 10—13) на всех двигателях (в том
числе и форсированных) сохраняют стандартную
конструктивную схему, принятую для серийных моделей,
выпускают модификации большего рабочего объема за
счет увеличения диаметра цилиндра или хода поршня
(либо обоих параметров одновременно) или числа
цилиндров.
Исключение в этой группе составляет двигатель
Volkswagen Super V, отличающийся высокой форсиров-
кой, но его доводка производится специализированной
фирмой, в основном для гоночных автомобилей V
международной формулы. Двигатель имеет практически
заново изготовленные головки блока с увеличенными
каналами, модернизированный механизм
газораспределения (но с расположением распределительного вала в
блоке), новую систему питания с двумя двухкамерными
карбюраторами и настроенную выхлопную систему.
Аналогично проведена форсировка
четырехцилиндрового V-образного двигателя Ford Capri 1700 GT (табл.
14), применяемого на автомобиле SAAB-96, с
одновременным увеличением рабочего объема до 1,845 л.
Следующим направлением при создании спортивных
двигателей явилось применение головок цилиндров с
27


верхними распределительными валами и V-образным
расположением клапанов. Примером могут служить
двигатели Renault для автомобилей Gordini и Alpina
(табл. 15 и рис. 7).
При переходе к верхневальной головке принимается
несколько меньший угол развала клапанов.
Выпрямленные газовые каналы и более компактная камера
сгорания в виде шарового сегмента обеспечивают более
активный процесс газообмена и достаточно полное и
быстрое сгорание топлива на высоких числах оборотов.
Спрямлению впускного тракта и снижению его
гидравлического сопротивления способствует применение
двухкамерных карбюраторов с горизонтальным потоком
смеси, обеспечивающих питание каждого цилиндра от
самостоятельной смесительной камеры.
28
Рис. 7. Поперечный
разрез двигателя Renault
Gordini и Alpina


Основные параметры двигателей фирмы BLMC (Англия)
Таблица 10
Модель
Mini ADO 15
Morris Minor
Mini Cuper-9
Mini-1000
ADO-16
Mini Cuper S
Mini Cuper S
Austin-Maxi
*
Austin-2200
к
со a>
s χ
ο g §
5 g g
4Ρ
4Ρ
4Ρ
4Ρ
4Ρ
4Ρ
4Ρ
4Ρ
4Ρ
6Ρ
Диаметр
цилиндра,
ход поршня,
мм
62,9/68,26
62,9/76
62,4/81,33
64,58/76,2
64,58/83,72
70,6/68,3
70,6/81,33
76,2/81,33
76,2/95,7
76,2/81,33
Рабочий
объем,
л
0,848
0,948
0,997
0,998
1,098
1,07
1,275
1,485
1.748
2,227
Л «
и 3
3,о
8,3
8,3
8,о
8,9
7,5
8,5
8,9
9,0
9,75
9,1
9,0
9,0
Мощность/ ι
обороты,
л. с/об в
мин. 1
34,5/5500
37/5000
55/6000
38,5/5250
41,5/4850
45,5/5100
48,5/5100
56,5/5500
67/5700
77/5900
75/5600
84'/5400
110/5250
Крутящий
момент/
обороты,
кгм/об
в мин.
6,1/2900
1 6,9'/2500
7,5/3600
7,2/2700
7,9,/3000
8,372500
8,4/2000
8,6/4500
10,9/3000
11,6/3500
15,6/3000
17,4/3500

Расположение
' вала и
клапанов
Нижнее
рядное
»
»
»
»
*
»
Верхнее
»
»

Топливная
аппаратура
1 SUHS2
1 SU
2SU
I SUHS2
1
»
2SU
2 SU Η 32
! SU H 32
»
2 SUH 32
Примечания
Спорт, вып.
массовой
серией


Таблица I f
Основные параметры двигателей «Volvo» (Швеция)
Модель
В-18А
В-18В
В-20А
В-20В
В-20Е
Число

цилиндров
4Р
4Р
4Р
4Р
4Р
Диаметр
цилиндра/
ход поршня,
ММ ι
84,14/80
84,14/80
88,9/80
88,9/80
88,9/80
Рабочий
объем,
л
1,78
1,78
1,99
1,99
1,99
Степень
сжатия
8,7
10
8,7
9,5
10,5
Мощность/
обороты,
л. с//об
в мин.
75/4700
100/5600
82/4700
106/5500
130/6000
Крутящий
момент/
обороты,
кгм/об
в мин.
14,5/2300
14,8/3500
16/2300
16,5/3500
1 18/3500

Расположение распред.
вала и
клапанов
Нижнее
рядное
с наклоном
»
»
й>
»
Топливная
аппаратура
1 Strombcrg
175CD25
2 SUHS6
1 Stromber<r
175CDSE
2SUHS6
или SUHIF6
Система
впрыска Bochr
с электронным
\правлением


Основные параметры двигателей «Peugeout» (Франция^
Таблица 1?
Модель
Peugeout-204
»
»
»
»
»
»
»
»
304
304-S
404
404
504
504
504 .
504-1
ό
СО CD
-5; к,
si*
s s §
4P
4P
4P
4P
4P
4P
4P
4P
1 4P
Диаметр

цилиндра/
ход
поршня, мм
75/64
76/71
76/71
80/73
84/73
88/81
88/81
88/81
Рабочий
объем, ι
л
1,13
1,288
1,228
1,468
1,618
1,971
1,971
1,971
л
с н
«D СЗ
8,8
8,8
8,8
7,75
8,3
8,35
8,35
t 8,35

Мощность/
обороты,
л. с/об
в мин.
49/5900
58,5/5780
74,5/6000
53У5000
62/5200
87/5000
97/5000
104/5200
110/5600

Крутящий

мент/обороты, в
кгм/об в
мин.
8,45/3000
9,4/3500
10,3/4500
11,4/2500
11,7/2500
16/3000
16,3/3000
17/3000
118/3000

Расположение распр.
в зла и
клапанов
Верхнее
двухрядное
с развалом
»
»
Увеличен
диаметр
клапанов
В блоке
повышенное
двухрядное
»
»
»
—
»
Топливная
аппаратура
1 Solex 32
PBISA
однокамерный
1 Solex 34
PBJSA
однокамерн.
1 двухкамерн.
1 Zenith
34 wIm
однокамерн.
1 Solex
34PBISA
однокамерный
1 Solex
двухкамерный
Система
впрыска
Kugelfisher
DLO 20 В
»
Примечания
Наклон
цилиндров 20°
Коромысла
клапанов на
одной оси
*
Наклон
цилиндров 45°
»
»
»
» ι


eg Таблица 13
Основные параметры некоторых двигателей cVolitswagen» (ФРГ)
Модель
113
151
1302S
1600
41 IE
Super V
Число

цилиндров,

положение
4 0П
4 0П
4 0П
4 0П
4 0П
4 0П
Диаметр
цилиндра/
ход
поршня, мм
77/64
77/69
85,5/69
85,5/69
90/66
85,5/69
Рабочий
объем,
л
1,192
1,285
1,584
1,584
1,679
1,584
Степень
сжатия
7
7,3
7,5
7,7
8,2
Мощность/
обороты
л.с./об
в мин.
34/3600
40/4000
50/4000
54/4000
80/4900
Крутящий
момент/
обороты,
кгм/об
в мин
8,4/2000
8,9/2000
10,8/2800
11,2/2200
13,6/2700

Расположение распред.
вала и
клапанов
Нижнее
рядное
»
Нижнее
рядное
с наклоном
»
»
Топливная
аппаратура
1 Solex,
28PIST
однокамерн.
1 Solex,
30PIST
1 Solex,
34PIT
Система
впрыска
Boirch с
электрон,
управлением
*
2 weber,
двухкамерные
с падающим
потоком


Основные параметры
двигателей cFord* (Англия)
Таблица 14
Модель
1
Capri
1700GT
Escort-
1300
Cortina-
1300GT
Cortina-
1600
Число
цилиндров,

расположение
2
4V
4V
4Р
4Р
4Р
Диаметр
'
цилиндра/ход
поршня,
мм
3
90/66,8
—
80,98/62,99
80,98/62,99
80,98/77,62
Рабочий
объем,
л
4
1,699
1,845
1,298
1,298
1,599

Степень

сжатия
5
9,0
9
9,2
9,0

Мощность/
обороты,
л. с/об в
мин.
6
75/5000
146/6800
52/5000
64/5800
68/5200

Крутящий

мент/обороты,
кгм/об в
мин.
7
13/2500
9,4/2500
10,3/4300
11,8/2600

Расположение

делительного вала
и клапана
8
Нижнее
рядное с
наклоном
»
Нижнее
рядное
»
»
Топливная
аппаратура
9
32IDID
1 Solex

однокамерный
2 Weber

двухкамерные
1 Ford

однокамерный
1 Weber

двухкамерный
1 Ford

однокамерный
Примечания
10
Угол
развала
цилиндров 60°,
камера
сгорания
клиновая
То же,
устанавливается
на «Саав-96»
Камера
сгорания
выполнена в
поршне
»
*


Продолжение
1
Escort-
PS-1600
Escort-TK
Escort-TK
Escort-RS
BOA
Ford BDA
Amori
2
4P
4P
4P
4P
4P
4P
3
80,98/77,62
82,55772,76
82,55/72,75
—
85,72/69,14
87,4/83
4
1,599
1,558
1,558
1,791
1,6
1,994
5
10,0
9,4
—
—
—
—
6
122/6500
119/6250
145/6600
200/7000
229/9000
260—270
7
15,5/4000
15,5/4600
—
—
—
—
8
Верхнее,
два вала,
двухрядное
Верхнее,
два вала,
двухрядное
»
»
Верхнее,
два вала,
двухрядные
»
9
2 Weber 40
DCOE

двухкамерные
2 »

двухкамерные
—
—
Система
впрыска
—
1 10
4 клапана на
цилиндр
2 клапана
на цилиндр,
камера
сгорания сег-
ментно-сфе-
рическая
—
4 клапана
на цилиндр
4 клапана на
цилиндр,
двигатель
2-й формулы
—


Таблица 15
Основные параметры двигателей фирмы с Renault» (Франция)
Модель
1
Renault-8
Renault-8S
Renault-8
Gordini
Alpina
Renault-
1300S ι
»
Renault-10
Число

цилиндров,

положение
2
4P
4P
4P
4P
4P
4P
Диаметр
цилиндра/ход
поршня,
мм
3
70/72
70/72
74,5/72
74,5/72
75,7/72
73/77
Рабочий
объем,
л
4
1,108
1,108
1,255
1,255
1,296
1,289

Степень

сжатия
5
8,5
9,5
10,5
10,5
12,0
8,0

Мощность/
обороты,
л. с./об
в мин.
6
43/4600
53/5500
88/6750
103/6750
132/7200
48/4800
Крутящ.
момент/
обороты,
кгм/об в
ι мин.
7
7,9/3000
8,25/3000
10,7/5000
11,9/5000
12,4/4500
9,7/2500

Расположение распред.
вала и
клапанов
8
Нижнее
рядное
»
Верхнее, два
вала
двухрядное,
развал 45°
Верхнее, два
вала,
двухрядное
Верхнее, два
вала,
двухрядное
В блоке
повышенное,
рядное
Топливная
аппаратура
1 9
1 Solex,
DITA3,
ι
однокамерный
»
2 Weber,
40DCOE,

двухкамерный
»
»
1 Solex,
32 DI,
DTA
Примечания
1 10
Спортивный
двигатель
Слартивный
»


Продолжение
1
Renault-12
Alpina
Renault-
1300
«85»
Renault-16
Renault-16
Renault-16
Renault-16
TS
*
2
4P
4P
4P
4P
4P
4P
4P
3
73/77
73/77
76/81
76/81
77/84
77/84
77/84
4 ι
1,289
1,289
1,47
1,48
1,56b
1,565
1,56b
5
8,5
9,0
8,6
10,25
8,6
8,5
9,5
6
54,5250
81,5900
55/5000
78/6000
67/5000
85/5750
105/5800
1
7
9,6/3000
10,5/3500
10,8/2800
10,2/4000
11,6/3000
12,5/3500
14,5/3400
8
В блоке
повышенное,
рядное
В блоке
повышенное,
рядное, с
наклоном
»
»
В блоке
повышенное,
двухрядное,
с развалом
»
э
9
1 Weber,
32 DI
DTA
1 Solex,
35 DISA3
1 Solex,
DIDSA-2,

двухкамерный
1 Weber,
DI PC,
однокамерный
1 Weber,
32 OAR2

двухкамерный
1 Weber,

двухкамерный
10
Автомобиль
«Лотус-Ев-
pona C-2»
Автомобиль
«Лотус-Ев-
ропа-807»


Продолжение
1
Renault
Gordini-12
Alpina
Renault
A-310
Renault-16
TS
Alpina
Renault-
1600S
Alpina
Renault-
A-310
Renault-17
TS
о
4P
4P
4P
4P
4P
4P
'3
77/84
77/84
77/84
—
, 78/84
77/84
4 1
1,565
1,565
1,565
1,596
1,605
1,565
5
10,25
10,75
9,5
—
10,25
10,25
6
113/6250
125/6000
137/6200
155/7000
140/6250
108/6000
7
14,3/4500
14,7/5000
16,3/3300
—
13,5/5500
15/5000
8
В 'блоке
повышенное
двухрядное,
с развалом
»
»
Верхнее, 2
вала,
двухрядное с
развалом
Верхнее, 2
вала,
двухрядное, с
развалом
Повышенное
двухрядное,
с развалом
9
2 45DCO,
38/39,
двухкамерные
2 Weber,
45DCOE
Система
впрыска
Kugelfischer
2 Weber,

двухкамерные
2 Weber,
45ДСОЕ,

двухкамерные
Система
впрыска
Boch с

электронным
управлением
10
Автомобиль
«Альпин-А-
310»
Автомобиль
«Лотус-Ев-
ропа-807»
Автомобиль
«Альпин-
Рено-
1600S для
ралли»
'


На двигателе Opel 1,9S (табл. 16) применена
головка цилиндров с сегментно-сферической камерой
сгорания, центральным расположением кулачкового вала и
наклонными клапанами с приводом с помощью
коромысел (рис. 8). Развал клапанов составляет 57°. Для
Рис. 8. Головка блока цилиндров двигателя Opel 1,9S
повышения жесткости механизма газораспределения,
снижения потерь на трение и уменьшения сил инерции
кулачковый вал установлен в пяти подшипниках,
коромысла, отлитые из легкого сплава, вращаются на
игольчатых подшипниках. Регулировка рабочих зазоров
осуществляется прокладками, располагаемыми между
концом коромысла и стержнем клапана.
Дальнейшее развитие конструктивной схемы с
верхними распределительными валами применяется на
форсированных двигателях фирмы Ford, где на наиболее
38


Основные параметры двигателей фирмы Opel (ФРГ)
Таблица 16
Модель
Manta
Record
Record
Ascona
Record
Cadet
1,9 S
Число
цилиндров,

расположение
4P
4P
4P
4P
4P
4P
4P
Диаметр
цилиндра/ход
поршня,
мм
85/69,8
88/69,8
88/69,8
93/69,8
93/69,8
—
94,5/69,8
Рабочий
объем,
л
1,587
1,698
1,698
1,897
1,897
1,979
1,96
Сте- ι
пень

сжатия
8,2
8,2
8,8
9,0
9,5
—
10,5
1 slflr
68/5200
66/5300
75/5200
90/5100
106/5600
160/6500
192/7200

Крутящий

мент/обороты,
кгм/об в
мин.
11/3400
12/2200
—3100
13/2500
—2900
14,9/2500
—3100
16/3500
—
20,6/6000

Расположение распред.
вала и
клапана
Верхнее,
рядное, с
наклоном
»
—
Верхнее,
один вал, в
два ряда с
'развалом
Топливная
аппаратура
1 Solex,
32DIDTA-4

однокамерный
1 Solex,
35PDSY

однокамерный
1 Solex,
35PDSYI-6

однокамерный
1 Solex,
32DIDTA-4

двухкамерный
! 2 Weber,
40DFO

однокамерные
—
2 Weber,
45DCOE

двухкамерные
Примечания
Привод
клапанов через
коромысла с
толкателями
»
^
—
Привод
клапанов без
толкателей


мощных моделях используются четырехклапанные
головки (рис. 9). Для них характерны компактная
неглубокая камера сгорания шатровой формы, лоршень с
Рис. 9. Четырехклапанная головка форсированных
двигателей Ford
плоским днищем, малый угол развала клапанов
(порядка 30°), допускающий значительное выпрямление
впускных каналов с сохранением центрального
расположения свечи.
Четырехклапанная головка позволяет улучшить
наполнение цилиндров и обеспечить нормальную работу
40


Рис. 10. Поперечный разрез двигателя Poische 911
41


распределительного механизма при повышенных числах
оборотов благодаря уменьшению массы клапанов и
деталей их привода. Для привода кулачковых валов и
топливного насоса системы впрыска топлива используются
Рис. 11. Поперечный разрез двигателя Lancia Fulvia
зубчатые ремни. Повышенная прочность днища поршня
и его жесткость обеспечивается массивной перемычкой,
выполненной совместно с бобышками под поршневой
палец.
В табл. 17—21 приведены данные по двшателям
фирм, которые серийно выпускают модели только с
верхними распределительными валами и двухрядным
V-образньщ расположением клапанов, конструкции
которых представлены на рис. 10 и 11. Различная степень
42


Таблица
Основные параметры двигателей BMW (ФРГ)
Модель
1
1600-2
1600-
Alpina
1800
2000
2002-TI
Число
цилиндров,

расположение
2
4Р
4Р
4Р
4Р
4Р
Диаметр
цилиндра/ход
поршня, мм
3
84/71
84/71
89/71
89/80
89/80
Рабочий
объем,
л
4
1,576
1,576
1,766
1,99
1,99

Степень

сжатия
5
8,6
9,5
8,6
8,5
9,3
lift
о ч
6
85/5700
115/6500
90/5250
100/5500
120/5500

Крутящий

мент/обороты,
кгм/об
в мин.
7
13,2/3500
14,2/4000
14,6/3000
16/3000
17/3600

Расположение

делительного вала и
клапанов
8
Верхнее
двухрядное
с развалом
52°
То же,
сечения
клапанов
увеличены
Верхнее
двухрядное
с развалом
52°
»
»
Топливная
аппаратура
9
1 Solex
PDSI

однокамерный
2 Weber
40DCOE

двухкамерные
1 Solex
38PDSI

однокамерный
1 Solex
40PDSI
2 Solex
40РНН

двухкамерные
Примечания
10


Продолжение
ι
2002-TI
2002-
Alpina
2002-TI
2500
2800
2800-KS
Alpina
—
3000
3000
2
4P
4P
4P
6P
6P
6P
—
6P
6P
3
89/80
89/80
89/80
86/71,6
86/80
86/80
—
89/80
89/80
4
1,99
1,99
1,99
2,494
2,788
2,788
—
2,985
2,985
5
10
10
—
9,0
9,0
9,0
9,5
6
130/5800
150/6500
200/7000
150/6000
170/6000
280
180/6000
200/5500
7 1
18/4000-
4700
18,5/5000
—
21,5/3700
24/3700
—
26/3700
27,7/4300
8
Верхнее
двухрядное
с развалом
52°
»
»
Верхнее
двухрядное
с развалом
»
»
»
*
*
9
Система
впрыска
Kugelfisch^r
2 Weber
40DCOE

двухкамерные
—
1 Zenith,
35/401 NAT
двухкамзр-
ныи
2 Zenith,
35/40 JN AT

двухкамерные
3 Weber

двухкамерные
»
2 Zenith

двухкамерные
Система
впрыска с
электронным
управлением
10
Спортивный
Спортивный
Спортивный
для ралли
Спортивный
для
кольцевых гонок


Таблица 18
Основные параметры двигателей фирмы Fiat (Италия)
Модель
1
128
128-
Sport-Cupe
124-
Sport
125
124-
Sport
Число
цилиндров,

расположение
2
4Р
4Р
4Р
4Р
4Р
Диаметр
цилиндра/ход.
поршня, мм
3
80/55,5
—
80/71,5
80/80
80/80
Рабочий
объем,
л
4
1,116
1,29
1,438
1,608
1,608

Степень

сжатия
5
8,8
8,9
8,9
8,8
9,8

Мощность/
обороты,
л. с./об в
мин.
6
55/6000
75/6600
90/6500
90/5600
110/6400

Крутящий мэ-
мент/обо-
рогы,
кгм/об
в мин.
7
7,9/3200
9,8/3600
11/3600
13/3500
14/3800

Расположение

делительного зала h
клапаноз
8
Верхнее
рядное с
наклоном
»
Верхнее, 2
валика в 2
ряда, с
развалом
Топливная
аппаратура
9
1 Weber,
32ICE,

однокамерные
1 Weber,

двухкамерные
1 Weber
34DHS,

однокамерные
1 Weber
34DCHE,

двухкамерные
2 Weber
4QIDF,

однокамерные
Примечания
10
Привод
клапанов с

линдрическими
толкателями
*
*
*
*


Продолжение
Ι ι
124-
Spaider
132 S
Dino
2
4P
4P
6V
3
80/80
84/79,2
92,5/60
4
1,608
1,8
2,418
5
—
8,9
9,0
6
145/6400
105/6000
180/6600
7
—
14,5/4200
22/4600
8
Верхнее,
2 валика
в 2 ряда,
с развалом
—
Верхнее, до
2 валика в
головке в
2 ряда с
развалом
9
—
—
3 Weber,
40DCHF.

однокамерные
I
10
Привод
клапанов
с
цилиндрическими
толкателями
»
»
ь
1,2
υ
4,0
0,9
4000
5000
6000
7000 θδ/мин.
Рис. 12. Зависимость коэффициента
объемного наполнения от числа
оборотов при резонансных колебаниях
потока смеси


Таблица 19
Основные параметры двигателей, фирмы Lancia (Италия)
1
1 Модель
Fulvia
*
Fulvia-1,6
*
Число
цилиндров,
!
расположение
4V
4V
4V
4V
Диаметр
цилиндра/ход
поршня, мм
77/69,7
77/69,7
82/75
82/75
Рабочий
объем,
л
1,298
1,298
1,584
1,584

Степень

сжатия
9
9
10,5
||1|1
87/6000
92/6000
114/6000
150/6500

Крутящий

мент/обороты,
кгм/об
, в мин.
LI ,6/4600
11,8/5100
15,2/4500

Расположение

делительного вала и
клапанов
Верхнее, 2
нала,
двухрядное с
развалом
»
»
Топлизнля
аппаратура
2 Solex
С35РНН7

двухкамерные
2 Solex
C35PHHI0

двухкамерные
2 Solex
C45DDHF

двухкамерные
2 Weber

двухкамерные
Примечания
Угол
развала
цилиндров 130°
»
»
»


Основные параметры двигателей фирмы Porsch (ФРГ)
Таблица 20
Модель
914/6
914/6
ралли
911-Т
911-Т
911-Е
»
911
911
911
Число
цилиндров,

расположение
60П
60П
60П
60П
60П
60П
60П
60П
60П
с Мощ-
Диамегрци- Рабочий ность/
лнндра/ход объем, обороты,
поршня, мм л " л. с./об в
80/66
80/66
84/66
84/70,4
84/66
84/70,4
84/66
84/70,4
84/66
1,991
1,991
2,195
2,941
2,195
2,341
2,195
2,341
2,195
8,6
10,3
ί 8,6
7,5
9,1
8,1
9,8
8,5
—
110/5800
210/7800
125/5800
130/5600
155/6200
165/6200
180/6500
200/6500
200/6500
ший мо- Расположе-
мент/обо- ние распре-
роты, Делительно-
кгм/об го вала к
в мин. 1 ^панов |
16/4200
20,5/6500
18/4200
19,5/4000
19,5/4500
204/5200
20,3/5200
21,4/5200
—
Верхнее, по
одному в
каждой
головке,
двухрядное с раз
валом
>
»
»
*
*
*
—
Топливная
аппаратура
2 Weber,
40IDTPI,
трех*
камерные
2 Weber
трех камерные
2 Zenith,
40TSN.
трехкамерные
2
карбюратора
трехкамерные
Система
впрыска Boscb
механическая
>
> 1
ι *
~"~* |


^ Таблица 21
ω
к Основные данные некоторых двигателей японских фирм
Фирма,
модель
1
Mitsubishi
Colt
Honda-77
Honda-79
Mitsubishi
Colt Galant
All
Galant AIII
Toyota Cari-
na-1600
»
Toyota Ge-
lica-1600
Число
цилиндров,

расположение
2
4P
4P
4P
4P
4P
4P
4P
4P
Диаметр
цилиндра/ход
поршня, мм
3
73/77
74/75,5
74/75,5
74,5/86
74,5/86
85/70
85/70
85/70
Рабочий
объем,
л
4
1,889
1,298
1,298
1,499
1,499
1,588
1,588
1,588

Степень

сжатия
5
9,θ'
9,0
9,0
9,0
10,0
8,5
9,4
8,9

Мощность/
обороты,
л. с/об в
мин.
1 б
87/6300
100/7200
115/7500
95/6300
105/6700
100/6000
105/6000
115/6400
1
Крутящий

мент/обороты,
кгм/об
| в мин.
7
11/4000
10,95/4500
12/5500
13,2/4000
13,4/4800
13,7/3800
14/4200
14,5/5200

Расположение

делительного вала и
клапаноз
8
Верхнее
рядное
Верхнее в 2
ряда с
развалом
»
Верхнее
рядное
»
Верхнее
рядное
»
Верхнее, 2,
в 2 ряда с
развалом
Топливная
аппаратура
ι 9
1 Stromberg
1 Keihin,

однокамерный
4 Keihin,

однокамерные
1 Stromberg
2 SU
1 SU

двухкамерный
»
»
Примечания
ю
Воздушное
охлаждение


Продолжение
1
Isuzu
Bellet
1600 GT
Bellet
1600 GT-R
Mitsubishi
GalantGTO
Galant
1 GTO-R
Nissan
Datsun
1 1600 SSS
Nissan
Datsun
2000
Standart
Datsun
2000 GX
Nissan
Datsun Six
2
4P
4P
4P
4P
4P
4P
4P
6P
3
82/75
82/75
76,9/86
76,9/86
83/73,7
87,2/83
89/80
78/69,7
4
1,584
1,584
1,593
1,593
1,595
1,982
1,99
1,998
5
9,7
10,3
9,5
9,5
9,5
8,2
9,7
8,0
6
103/5800
120/6400
110/6770
125/6800
109/6000
99/5000
125/5800
115/5200
7
13,6/4200
14,5/4000
14,2/4800
14,5/5000
14,3/4000
17/3600
17,5/3600
16,5/3600
8
Верхнее
рядное
Верхнее, 2,
в 2 ряда с
развалом
Верхнее
рядное
*
Верхнее
Нижнее
Верхнее, в 2
ряда с
развалом 45°
Верхнее, 2, в
2 ряда с
развалом
9 1
2 SU
2 Mikini-
Solex

двухкамерные
2 SU
2 Solex

двухкамерные
1 Hitachi,
DAF328

двухкамерный
Ι 1 Nikki,
213304
двухкамерный
2 SU
1 Hitachi
D606
10
Привод
клапанов

линдрическими
толкателями
Привод
клапанов
коромыслами


Продолжение
1
Datsun
2000 Six
Nissan
Fairlady Ζ
Fairlady432
Nissan
Datsun
2400
Datsun
240 Ζ
»
2
6P
6P
6P
6P
6P
6P
3
78/69,7
78/69,7
82/62,8
83/73,7
83/73,7
83/73,7 1
4
1,998
1,998
1,989
2,393
2,393
2,393
5
8,6
9,5
9,5
8,5
9,0
— 1
6
125/6000
130/6000
160/7000
130/5600
16U/6000
7
17/4000
17,5/4900
18/5600
20/3600
20,5/4400
210/68001 —
8
Верхнее, 2,
в 2 ряда с
развалом
»
Верхнее, 2, в
2 ряда с
развалом
Верхнее
рядное
Верхнее
рядное
—
9
1 Hitachi,
DAF, 342
2 SU
3 Mikini

двухкамерные
1 Hitachi,
D606
двухкамерный
2 SU
—
10
4 клапана
на цилиндр
Таблица 22
Степень
сжатия
5
6
7
8
9
10
И
1 12
Термический
к. п. д.
0,483
0,520
0,550
0,574
0,594
0,611
0,625
0.639
Степень 1
сжатия 1
13
14
15
16
17
18
19
20
Термический
к. п. д.
0,650
0,661
0,670
0,679
0,686
0,694
0,702
0,707


форсировки отдельных моделей варьируется за счет
степени сжатия, применения увеличенных проходных
сечений клапанов и более широких фаз газораспределения
для двигателей повышенной мощности, использования
нескольких карбюраторов или систем впрыска топлива.
Привод кулачковых валов осуществляется с помощью
двухрядных втулочно-роликовых цепей. Различные
значения рабочего объема получены сочетанием величин
диаметра цилиндра и хода поршня.
В заключение следует отметить, что развитие
конструкций двигателей легковых автомобилей и особенно
спортивных моделей проходит по следующим
направлениям:
— существует тенденция роста рабочего объема
двигателей особенно спортивных моделей, так как этот
путь позволяет создавать более мощные модификации
без существенного изменения конструкции;
— все большее применение находит сегментносфе-
рическая камера сгорания, позволяющая повысить
коэффициент наполнения, а также литровую мощность
двигателя;
— шире используется верхнее расположение
кулачкового вала, установка двух валиков с
непосредственным приводом клапанов. Наиболее форсированные
модификации имеют по 4 клапана на цилиндр;
— в системе питания используются специальные
карбюраторы, обеспечивающие наибольшее спрямление
впускного тракта и снижение гидравлических
сопротивлений за счет увеличенных проходных сечений.
Наиболее существенным улучшением топливной аппаратуры
является замена карбюраторов системами впрыска
топлива как с механическим регулированием, так и с
электронным управлением цикловой подачей.
ТРЕБОВАНИЯ, ПРЕДЪЯВЛЯЕМЫЕ К СПОРТИВНЫМ
ДВИГАТЕЛЯМ
Двигатель спортивного автомобиля должен
развивать высокую мощность, обладать хорошей
приемистостью, устойчиво работать на всех режимах, особенно
на переходных, быть достаточно надежным при
непрерывной продолжительной работе в режиме полной
нагрузки и близких к ней.
52


Детали шатунно-кривошипного механизма должны
быть прочными и надежными 'при длительной работе
на больших нагрузках и больших числах оборотов
коленчатого вала, обладать достаточной жесткостью и
малым весом. При выборе материала для деталей
необходимо обращать внимание на обеспечение
минимальных потерь на трение, особенно при высоких
температурах.
Конструкция механизма газораспределения должна
обеспечить получение камеры сгорания рациональной
формы.
Снижение сопротивления потокам горючей смеси и
отработавших газов требует увеличенных проходных
сечений, соответствия фаз газораспределения режиму
работы двигателя и точности работы клапанов для
обеспечения оптимального протекания процесса сгорлния
рабочей смеси.
Детали, совершающие возвратно-поступательное и
колебательное движения, должны иметь минимальный
вес для уменьшения сил инерции. Клапаны и их седла
должны быть особо прочными, стойкими, обеспеченными
интенсивным теплоотводом.
Система смазки должна обеспечивать
бесперебойную подачу масла под высоким давлением к трущимся
деталям в достаточном количестве.
От системы охлаждения требуется .высокая
эффективность при передаче тепла от стенок цилиндров,
камер сгорания, выпускных каналов в окружающую
среду, а также первоочередная подача охлаждающей
жидкости к наиболее горячим точкам двигателя.
Система зажигания должна обеспечивать большое
напряжение тока, интенсивность искры, быть надежной
и достаточно герметичной.
От системы питания зависят как мощность
двигателя, так и безотказная работа его на всех режимах.
При- подаче топлива к двигателю следует
предотвратить возможность возникновения паровых и
воздушных пробок. Горючая смесь должна быть обогащена, а
чтобы детали двигателя не перегревались, следует
обеспечить 'поступление в цилиндры некоторой доли
топлива в виде жидких неиспарившихся частиц. На
испарение этой части топлива требуется тепло от горячих
деталей двигателя, вследствие чего они охладятся.
53


Одновременно система питания должна обеспечить
хорошее раопыливание топлива, перемешивание его с
воздухом и равномерное распределение по цилиндрам.
Для получения хорошей приемистости работа системы
питания должна быть стабильной на переходных
режимах. От воздушного тракта системы требуется
максимальная пропускная способность для достижения
повышенного наполнения цилиндров.
Отработавшие газы должны удаляться с
наименьшим сопротивлением на выпуске, выхлопная система
должна обеспечивать отсутствие образования
давления в камере сгорания к моменту открытия
выпускного клапана, которое получается из-за
возникновения колебаний струи газов в выпускных каналах
и трубах.
Советские раллисты принимают участие в
международных ралли большей частью на автомобилях,
подготовленных по первой .или второй группе спортивной
классификации, где отечественная регламентация
совпадает с требованиями ФИА. Автомобили первой
группы должны отвечать техническим условиям заводов-
изготовителей и не подвергаются специальной
подготовке, за исключением замены неисправных деталей.
Допускается также замена свечей (без увеличения их
количества) , катушки зажигания,
прерывателя-распределителя и доводка карбюратора (обязательно модели,
принятой для серии и только путем подбора
дозирующих элементов при неизменном диффузоре).
Автомобили второй группы разрешается специально
готовить к соревнованиям с целью увеличения мощности
двигателя. При этом допускается дополнительная
механическая обработка всех деталей газовых каналов
впускного и выпускного трактов. Можно провести работы
по облегчению веса коленчатого вала и маховика.
Механическая обработка головки цилиндров и блока
влечет за собой увеличение степени сжатия, а изменение
толщины и материала прокладки позволяет
форсировать двигатель по мощности и числу оборотов.
Допускается расточка или гильзовка цилиндров с
заменой поршней и поршневых колец (в пределах
ремонтных размеров, предусмотренных конструкцией
двигателя), что увеличивает рабочий объем и мощность
двигателя.
54


Можно снять воздушный фильтр или заменить его
на другой с меньшим внутренним сопротивлением; это
улучшает наполнение цилиндров. Повышению мощности
двигателя способствует изменение формы глушителя, а
также усовершенствование механизма
газораспределения. Для автомобилей второй группы разрешается
производить замену распределительного вала с
сохранением его месторасположения и системы привода,
клапанов, их седел, направляющих втулок, деталей привода
и пружин.
Разрешается также применение любой системы
зажигания (кроме магнето), .включая транзисторное,
любых водяных радиаторов, замена масляного картера
двигателя с изменением его формы и емкости, а также
изменение конструкции масляных насосов (но не их
числа). Допускается замена или установка
дополнительных масляных фильтров и масляных радиаторов.
Можно заменить карбюраторы с соответствующим
изменением впускного трубопровода.
Четвертая группа легковых автомобилей,
предусмотренная спортивной классификацией, соответствует по
международной классификации группе автомобилей
«Большого туризма».
Введение этой группы дает возможность участия в
гонках новых моделей сразу после запуска их в
серийное производство, благодаря чему новые модел.и
проходят всестороннюю проверку.
При подготовке к соревнованиям автомобилей
четвертой группы разрешается дополнительно проводить
ряд работ ήο двигателю:
расточку или гильзовку цилиндров двигателя ζ
возможной заменой поршней пальцев и поршневых колец
при условии сохранения литража в пределах 2500 см3;
устанавливать головку цилиндров различной формы
и конструкции, изготавливать ее из любых материалов;
изменять количество, расположение клапанов,
распределительных валов и их расположение (двухвальная
головка);
устанавливать две свечи на 1 цилиндр, но без какой-
либо наварки дополнительного металла при
использовании существующей головки блока;
изменять систему питания по числу и типу карбюрт-
торов, а также конфигурации впускных трубопроводов;
55


применять выпускной трубопровод, глушитель и
выпускные трубы любой конструкции;
применять систему смазки с сухим картером. При
этом масло лучше охлаждается и очищается от
механических включений и продуктов разложения, дольше
сохраняется стабильность его смазочных свойств,
обеспечивается более производительная подача к трущимся
деталям двигателя.
Разумеется, при подготовке автомобиля к
соревнованиям необходимо тщательно проверить и
отрегулировать остальные системы, узлы и механизмы.
ОБЗОР ОСНОВНЫХ МЕТОДОВ ПОДГОТОВКИ ДВИГАТЕЛЕЙ
К СОРЕВНОВАНИЯМ
В общем случае эффективная мощность
четырехтактного двигателя определяется по формуле:
Ne= 0,0000475 ^«V^^v-Vh-Hg.n Л. С.,
где
η т— механический к. п. д. (определяет потери на
трение и насосные потери);
η г — относительный к. п! д. (определяет потери
тепла в системе охлаждения);
r\t — термический к. п. д. (определяет потери
вследствие неполноты расширения продуктов
сгорания в идеальном цикле при
нетеплопроводном цилиндре);
ην — коэффициент наполнения — отношение
действительного веса свежего заряда к
теоретическому весу заряда при давлении и
температуре атмосферы (определяет совершенство
наполнения цилиндра горючей смесью);
Vh — рабочий объем двигателя в л;
Hg — теплотворная способность 1 м3 рабочей смеси
при нормальных давлении и температуре и при
коэффициенте избытка воздуха а=1 для
всех видов жидкого топлива почти одинакова,
среднее значение Hg = 825 кал/м3;
п — число оборотов коленчатого вала в минуту.
56


Рабочий объем определяется по формуле:
Vh=0,875D2-S-i сма,
где D — диаметр цилиндра в см;
S — ход поршня в см;
ί — число цилиндров.
Повышение мощности двигателя путем увеличения
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 к токсичности отработавших газов,
поэтому приходится регулировать систему питания на
обедненную смесь 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 требует создания
совершенно новой конструкции, поэтому при подготовке
спортивного двигателя большего рабочего объема
можно достигнуть, увеличивая диаметр цилиндра или ход
поршня. Используя поршни ремонтных размеров
(наибольшего) с соответствующей расточкой блока
цилиндров или гильз, производится «доводка» рабочего
объема серийного двигателя до верхнего предела данного
класса спортивной классификации.
Дальнейшее увеличение литража с переходом в
следующий класс или в группу 4 (по отечественной
классификации) можно осуществить, установив поршни от
другой модели. При этом потребуется расточить
посадочные места под гильзы, обработать уплотнительные
поверхности прокладки, «выбрать» детали соединения
поршня с шатуном, обеспечить необходимую величину
степени сжатия. Изменение хода поршня требует
изготовления нового коленчатого вала и более коротких
шатунов, если не имеется возможности подобрать
поршни с более близким расположением поршневого пальца.
При увеличении хода поршня на величину 4 + 5 мм для
57


изготовления коленчатого вала с увеличенным радиусом
кривошипа используется заготовка вала для серийного
двигателя.
Одним из основных методов увеличения мощности
является повышение степени сжатия. Этот показатель у
отечественных двигателей постоянно увеличивается. В
настоящее время на серийных моделях он находится на
уровне значений, характерных для спортивных
модификаций.
От величины степени сжатия зависит термический
к. п. д. двигателя T]t, который с увеличением ε
увеличивается вначале быстро, а после значений ε = 12—13 —
несколько медленнее (см. табл. 22).
Увеличение степени сжатия ограничивается
проявлением детонации вследствие роста температуры
рабочей смеси в конце хода сжатия.
Увеличить коэффициент наполнения можно
благодаря применению нескольких карбюраторов, лучше всего
по одному на каждый цилиндр. В этом случае
представляется возможность путем подбора длины и проходного
сечения всасывающего тракта использовать колебания
потока смеси в определенном диапазоне высоких чисел
оборотов для улучшения наполнения (рис. 12).
Пропускная способность клапанов может быть увеличена
благодаря применению четырехклапанной головки. Это
решение находит свое воплощение в настоящее время
в конструкции двигателей 1 гоночной формулы и на
отдельных двигателях автомобилей для ралли (табл. 12,
21). Результаты сравнительной продувки 2- и 4-клапан-
ной головки приведены на рис. 13.
Наполнение цилиндров зависит от потерь скорости
движения горючей смеси в приборах питания, впускных
трубах и клапанной щели, а также от степени очистки
цилиндров от отработавших газов. Так как величины
этих потерь пропорциональны квадрату скорости
движения смеси, то впускной тракт спортивного двигателя
выполняется с увеличенными проходными сечениями.
Производится также установка клапанов большего
диаметра, увеличиваются подъем клапанов и фазы
газораспределения, для чего необходим новый
распределительный вал.
Впускные трубы также должны иметь увеличенные
проходные сечения, плавные изгибы, высокую чи-
58


Рис, 13. Пропускная
способность двух- и чстырехклапан-
ной головок цилиндров
двигателя Ford V-8 4,2 л
стоту внутренней
поверхности. Совершенно
недопустимы несовпадения
каналов в местах соединений
труб. Усовершенствование
системы питания
спортивных двигателей нашло свое
отражение в применении
многокамерных
карбюраторов ,и проектировании
новых перспективных
карбюраторов с
горизонтальным потоком смеси.
Улучшение очистки
цилиндров от отработавших
газов достигается также
соответствующим
подбором выхлопных труб и
группировкой их по
цилиндрам с равным
чередованием рабочих ходов.
Существенным фактором, влияющим на мощностные
показатели и характеризующим совершенство
конструкции двигателя легкового автомобиля, является его
быстроходность, которая возросла за историю
отечественного двигателестроения примерно в 3 раза.
Форсирование по числу оборотов оказало
наибольшее влияние на изменение конструкции механизма
газораспределения. Относительный к. п. д. двигателя %
зависит от тепловых потерь в процессе горения, которые
могут быть снижены выбором рациональной формы
камеры сгорания, имеющей наименьшую поверхность при
заданном объеме. Этому требованию в большей
степени отвечают камеры сгорания полусферической, сег-
ментно-сферической и шатровой формы. Снижению
тепловых потерь способствует также увеличение степени
сжатия, так как при этом можно уменьшить
поверхность камеры сгорания и увеличить число оборотов,
благодаря чему сократится время «соприкосновения»
газов со стенками камеры сгорания.
Тепловые потери можно снизить, интенсифицировав
процесс горения. Так, при смещении впускного канала
относительно оси цилиндра создается сильное завихре-
59


ние заряда при входе в цилиндр, что улучшает
равномерность состава смеси и сокращает время процесса
сгорания.
Увеличение механического к. п. д. г\т происходит
за счет снижения потерь на трение. Потери на трение
поршня и поршневых колец составляют значительную
часть общих потерь на трение. Трение поршней в
основном вызывается боковой нагрузкой на поршень,
которая определяется силами инерции поступательно
движущихся частей. Снизить вес поршня можно
механической обработкой, а вес поршневого пальца и шатуна
может быть существенно уменьшен благодаря
изготовлению их из более прочных титановых сплавов. В
газораспределительном механизме из титана могут быть
изготовлены впускные клапаны и коромысла. Однако в
месте контакта коромысла с кулачком
распределительного вала необходимо применение стальных сухарей.
В общем балансе механических потерь потери на
трение в подшипниках коленчатого вала составляют
около 16% при использовании подшипников скольжения.
Эта величина может быть снижена, если использовать
подшипники качения, но потребуется изменить
конструкцию коленчатого вала, который выполняется сборным
из отдельных деталей, соединенных запрессовкой. При
этом также несколько упрощается система смазки, так
как все подшипники смазываются разбрызгиванием и
отпадает необходимость сверления масляных каналов.
Для поддержания в системе смазки надлежащего
давления в местах выхода масла в картер из подводящих
каналов к коренным подшипникам устанавливаются
жиклеры с отверстием порядка 0,7 мм.
Так как масло отводит от подшипников около 80%
тепла, возникающего в результате работы трения, то
в систему смазки спортивного двигателя обязательно
должен быть включен (параллельно) масляный
радиатор. Более интенсивная циркуляция смазки
обеспечивается повышением давления в системе с помощью
редукционного клапана.
Применение смазки с «сухим картером» возможно
в случаях, разрешенных классификацией, и требует
установки второго насоса и масляного бака. При этом
увеличивается количество масляных магистралей и их
соединений.
60


Глава II.
РАБОТЫ ПО ПОДГОТОВКЕ ДВИГАТЕЛЯ
М-412 К СОРЕВНОВАНИЯМ
ОБЩИЕ НАПРАВЛЕНИЯ ФОРСИРОВКИ ДВИГАТЕЛЯ
Разработка конструкции двигателя повышенной
мощности на базе М-412 была осуществлена в
Ленинградской лесотехнической академии им. С. М. Кирова
группой энтузиастов автомобильного спорта на кафедре
эксплуатации и ремонта машин.
Основные механические и сварочные работы
производились на Кировском заводе, Ленинградском оптико-
механическом объединении, опытно-экспериментальном
заводе ДОСААФ, Центральном НИИ топливной
аппаратуры, 37-м автотранспортном предприятии.
Необходимо сказать, что все работы производились на
общественных началах. Отдельные конструктивные
решения проверялись на двигателях спортивных
автомобилей М-412 ленинградских спортсменов-автогонщиков в
различных соревнованиях, в том числе и в ралли на
первенство СССР.
Рекомендованные здесь мероприятия по форсировке
двигателя могут быть успешно использованы как
организациями, так и отдельными спортсменами, т. к.
базовые детали — блок цилиндров, головка блока
цилиндров, картер сцепления — не требуют переделок.
Главным направлением в форсировке двигателя
было увеличение его рабочего объема с использованием
поршней большего диаметра при неизменности хода
поршня.
Выбор пал на поршень диаметром 92 мм. Это было
обусловлено несколькими причинами.
Во-первых, увеличивался рабочий объем двигателя
на 26%, что при прочих равных условиях давало
возможность получить на столько же увеличение
мощности по сравнению со стандартными двигателями М-412.
61


Во-вторых, увеличивалась относительная коротко-
ходность двигателя, что повышало срок службы
деталей поршневой группы благодаря уменьшению средних
скоростей движения поршня при тех же оборотах
двигателя, повышению коэффициента наполнения
цилиндров благодаря меньшим скоростям впуска,
пропорциональным скоростям движения поршня. Кроме того, у
более короткоходного двигателя меньше тепловые
потери.
В-третьих, поршень диаметром 92 мм широко
применяется на советских двигателях. Значит, отпадала
необходимость в специальном оборудовании и материалах
для отливки поршней, можно было использовать
готовые поршневые кольца, двигатель оказывался ремонт-
носпособным. Не было смысла и в изготовлении
собственными силами гильз цилиндров. После
определенной переделки были использованы гильзы от двигателя
автомобиля ГАЗ-24 или ГАЗ-21.
Следует отметить, что все детали, используемые при
сборке двигателя, как от двигателя М-412, так и от
других двигателей, должны быть кондиционными и
тщательно проверяться на отсутствие наружных
дефектов, а также на соответствие веса и размеров
номинальным данным.
Много внимания было уделено вопросу повышения
степени сжатия. Желание гонщика как можно больше
увеличить степень сжатия вполне понятно. Однако
раллисты должны подходить к этому вопросу
достаточно осторожно. Ведь в пути длиною в сотни и даже
тысячи километров по разным странам приходится
использовать товарный бензин с октановым числом не
более 95—98, а иногда и менее.
Увеличение степени сжатия сверх пределов,
ограниченных октановым числом применяемого бензина,
связано с возникновением детонации*, в результате чего
двигатель перегревается, наполнение ухудшается,
мощность снижается, износ основных деталей может
возрасти в 2—3 раза. Сильная детонация нередко
приводит к прогоранию днища поршня.
* Для повышения октанового числа бензина существуют
специальные вещества — антидетонаторы, в частности тетраэтиловый
свинец, продукты распада которого препятствуют возникновению
детонации.
62


Кроме опасных для надежности двигателя
детонационных явлений, с увеличением степени сжатия
резко возрастают нагрузки на поршневую группу и
вкладыши, которые в двигателе М-412 не имеют
достаточного запаса по работоспособности и прочности
(возможно, в связи с малыми размерами).
Есть еще одно немаловажное обстоятельство,
ограничивающее выбор степени сжатия по верхнему
пределу. Заметный рост мощностных показателей двигателя
с повышением степени сжатия наблюдается до
значения е = 10 — 11, затем прибавка мощности с
увеличением степени сжатия не столь существенна, а
надежность и долговечность двигателя резко ухудшаются.
Исходя из всего сказанного, наиболее
рациональным является форсировка двигателя по степени
сжатия до 9,8 — 10, что подтверждается опытом участия в
соревнованиях в СССР и за рубежом ведущих
гонщиков коллективов ДОСААФ -и заводов.
На собранном и обкатанном двигателе истинная
величина степени сжатия проверяется компрессометром
на прогретом двигателе с вывернутыми свечами при
200—-250 об/мин, т. е. при оборотах, даваемых
стартером при полностью заряженном аккумуляторе.
Замеренное компрессометром значение давления конца
такта сжатия в каждом цилиндре легко пересчитывается
в степень сжатия по эмпирической формуле:
cz= Рс+3,9
1,55 '
где ε — степень сжатия;
Рс ^— давление, замеренное компрессометром в
кг/см2.
Для удобства расчетов можно пользоваться табл. 23.
Таблица 23
Рс кг/см2
ε
9
8,3
10
8,9
11
9,6
12
10,3
13
10,9
14
11,5
Замеренная по давлению Рс степень сжатия
должна соответствовать расчетной, и разница в замерах в
63


каждом цилиндре не должна превышать 0,5 — 1 кг/см2.
Это залог успешной работы двигателя. В противном
случае надо обязательно выяснить причину отклонений и
устранить ее, даже если это связано с разборкой
двигателя.
Известно, что часть развиваемой двигателем
мощности тратится на преодоление сил трения и приведения
в действие механизма газораспределения, .водяного,
масляного и топливного насосов, вентилятора, генератора,
распределителя. Если принять все (потери на трение за
100%, то распределение их по двигателю будет
примерно следующим: потери на трение -поршней и поршневых
колец — 70%; потери на трение в подшипниках —
10%; потери на трение в механизме
газораспределения — 10%; остальные потери на трение —
10%.
Как снизить потери мощности на трение?
Кроме обычных мер, направленных на уменьшение
механических потерь -в двигателе — тщательная
'подгонка ,всех деталей по размеру и весу, применение
соответствующих сортов масел, облегчение и
балансировка вращающихся деталей, — автором этих строк и
гонщиками Московского автодорожного института в
течение ряда лет применялся новый эффективный способ
чистовой обработки трущихся поверхностей —
вибрационное обкатывание.
Этот способ обработки поверхностей в СССР
разработан и исследован в лаборатории Ленинградского
института точной механики и оптики (ЛИТМО) под
руководством профессора Ю. Г. Шнейдера. Он успешно
применяется в Англии, США, Японии, Франции, ФРГ в
различных областях машиностроения.
В чем же заключается новый способ обработки и
каковы результаты работы двигателя, детали которого
обработаны виброобкаткой?
Многие конструкторы считают, что трущиеся (со
смазкой) поверхности должны быть обработаны как
можно лучше. Тогда и трение будет меньше. Однако это
не так. В лаборатории профессора Ю. Г. Шнейдера
экспериментально доказано, что автомобильный
двигатель, гильзы и поршни которого идеально гладки, т. е.
обработаны по 13—14 классу точности, вообще
работать не может: при пуске поршень и гильза цилиндра
64


сразу «задираются», т. к. на их зеркальной поверхности
не удерживается смазка независимо от ее качества,
сорта и режима подачи. Оказывается, необходимо, чтобы
сами трущиеся поверхности имели «резервуары» для
удержания смазывающих веществ — так называемые,
масляные карманы, роль которых и выполняют
незаметные для глаза углубления на обработанных
поверхностях.
Поверхность с большими (по высоте) неровностями
(т. е. шероховатая) удерживает достаточно масла, но
при этом возрастают удельные давления в связи с
небольшим количеством контактирующихся выступоз.
В результате поверхность сильно изнашивается. У
поверхностей с большим числом малых по глубине
шероховатостей несущая способность достаточна, но
«масляные карманы» малы; они не могут удержать
необходимое количество смазки. Результат тот же —
ускоренный износ.
Вот почему для каждой конкретной «пары трущихся
поверхностей, каждых конкретных условий
эксплуатации нужна своя, оптимальная шероховатость, как по
форме, так и по размеру.
Исходя из этого можно уверенно предположить, что
обкатка двигателя после сборки, в необходимости
которой ни у кого нет сомнений, как раз и служит
созданию естественного микрорельефа на трущихся
поверхностях.
В ЛИТМО создана весьма .простая установка для
нанесения микрорельефа на трущиеся поверхности и
разработаны четыре основных вида микрорельефа,
каждый из которых наносится на поверхности, работающие
в определенных условиях. Виброобкатке подверглись
следующие детали — гильзы цилиндров, вкладыши,
шейки распределительного вала, поршневые пальцы,
валик .водяного насоса.
Результаты стендовых испытаний двигателей с
деталями, обработанными виброобкаткой, дали следующие
показатели по сравнению с двигателями без
.виброобкатки: износ гильз и поршневых колец — в 2 — 3 раза
меньше; потери на трение — в 2,5 раза меньше; время
приработки деталей — в 2 — 2,5 раза меньше;
температура в сопряжениях на 10 — 30°С ниже.
Предложенный метод .виброобкатки внедрен на не-
5 Зак. 483
65


которых ленинградских авторемонтных заводах,
занимающихся ремонтом карбюраторных двигателей
легковых и грузовых автомобилей, а также дизелей. Опыт
эксплуатации таких двигателей /полностью подтвердил
их надежность и долговечность.
КОНСТРУКЦИЯ И ПОДГОТОВКА
ЦИЛИНДРО-ПОРШНЕВОЙ ГРУППЫ
Блок цилиндров
Блок цилиндров двигателя М-412 выполнен из
алюминиевого сплава АЛ-9. Изготавливается литьем в
кокиль. На Уфимском моторостроительном заводе
освоена технология литья блока цилиндров под
давлением. Такой блок имеет более тонкие стенки и на
4 кг легче.
Несмотря на кажущуюся ажурность блок цилиндров
обладает необходимой прочностью и жесткостью,
хорошо отводит тепло. Жесткость обеспечивается тем, что
разъем крепления масляного поддона находится ниже
оси коленчатого вала, что обеспечивает минимальные
деформации в зонах коренных подшипников, гильз
цилиндров и плоскостей стыков с головкой блока
цилиндров и с поддоном.
Для сборки спортивного двигателя лучше
использовать блок цилиндров после пробега автомобилем 5—10
тыс. км. Такой блок уже не подвергается усадочным
деформациям.
Перед сборкой двигателя блок цилиндров
обязательно следует проверить на соосность отверстий под
коренные вкладыши. Имели место случаи, когда в
результате сильного перегрева в период обкатки или во время
соревнований наблюдались отклонения в соосности этих
отверстий до нескольких десятых долей миллиметра.
Такой блок цилиндров, конечно, непригоден для
спортивного двигателя.
Проверку блока цилиндров на соосность отверстий
под вкладыши желательно производить специально
сделанные валом — калибром. Если его нет, проверку все
равно надо сделать. Опыт сборки двигателей и
подбора деталей к ним позволяет дать следующие рекомен-
66


дации. В блок цилиндров укладывается коленчатый вал,
в пригодности которого нет сомнений, с вкладышами,
смазанными небольшим количеством моторного масла.
Затяжка крышек коренных подшипников производится
последовательно и постепенно от средней к крайним с
усилием не более рекомендованного в обычных
инструкциях.
Если таким образом уложенный коленчатый вал
после среднего усилия рукой за передний конец
вращается по инерции 2—3 оборота, то можно считать блок
цилиндров пригодным для сборки.
При этой проверке следует снять переднюю и
заднюю крышки блока с резиновыми сальниками, если
они были поставлены, т. к. вращение коленчатого
вала из-за трения в сальниках существенно
затруднится.
Для установки гильз под поршни диаметром 92 мм
следует расточить блок цилиндров по двум размерам на
каждый цилиндр, как указано на рис. 14. Размеры
расточки: под посадочное место гильзы 100 + 0,035 мм, под
водяную рубашку 115 ± 0,46 мм. Операцию можно
выполнить на расточном станке, имеющемся на каждом
авторемонтном предприятии.
Во время расточки посадочных мест под гильзы
цилиндров важно соблюсти их соосность и
перпендикулярность оси коленчатого вала. Лучше к моменту
расточки иметь обработанные гильзы, чтобы можно
было произвести их индивидуальную подгонку. Гильза
должна свободно, но без люфта садиться юбкой в
блок. Посадка под натягом недопустима, ибо при
относительно тонких стенках гильзы неизбежно
нарушается общая геометрия цилиндра. При посадке же
с зазором, пусть даже незначительным, нарушается
общая жесткость двигателя и появляется вероятность
перекоса гильзы цилиндров в процессе работы
двигателя или даже при сборке.
Гильзы цилиндров
Двигатель М-412 имеет гильзы, непосредственно
омываемые охлаждающей жидкостью, так называемые
«мокрые гильзы». Такая конструкция хотя несколько и
уменьшает жесткость двигателя, зато создает значи-
5*
67


тельные преимущества перед двигателями с «сухи-ми
гильзами» по отводу тепла, что особо важно для
надежной работы форсированного двигателя.
Гильзы цилиндров стандартного двигателя М-412
изготавливаются из специального чугуна с высокой
твердостью поверхности (НВ 200—240). В зависимости
от размеров внутреннего диаметра гильзы делятся на
пять групп и маркируются краской разного цвета
(табл. 24).
Таблица 24
Группа
А
В"
с
д
Ε
Цветовой
индекс
черный
синий
красный
желтый
зеленый
Диаметр,
мм
82,05 — 82,06
82,04 — 82,05
82.03 — 82,04
82,02 — 82,03
82,01—82,02
При сборке двигателя со стандартными гильзами
диаметром 82 мм лучше подобрать весь комплект
одной размерной группы (при условии наличия поршней
соответствующего размера), так как в этом случае
для замены вышедшей из строя гильзы достаточно
иметь лишь одну запасную.
Если нет полного комплекта гильз одной размерной
группы, то можно собирать двигатель с гильзами
разных размерных групп, но при обязательном условии
соответствия размера каждой гильзы размеру своего
поршня, имеющего соответствующий цветовой
индекс.
Более сложно собирать форсированный двигатель
с гильзами и поршнями диаметром 92 мм. Для этого
нужно иметь полный комплект (желательно сверх
него иметь еще 2 гильзы в запасе) гильз цилиндров от
двигателей М-21, ГАЗ-53 (или ГАЗ-24). У этих гильз
в отличие от гильз стандартного двигателя М-412
имеется вставка из специального жаропрочного чугуна,
запрессованная в верхнюю часть гильзы в 50 мм от
торца для повышения износостойкости и долговечности.
69


Чтобы установить такую гильзу в уже расточенный
блок цилиндров М-412, ее необходимо подрезать по
размеру, как указано на рис. 15. Однако в гильзе
остается часть жаропрочной вставки на глубине 16 мм.
Вот это и создает определенные трудности.
Дело в том, что при обрезке гильзы на токарном
станке обрезным резцом в связи с разной твердостью
основного материала гильзы и жаропрочной вставки,
Рис. 15. Обработка гильзы цилиндра
даже при самой малой подаче резца оставшаяся часть
вставки слегка приподнимается, и на гильзе из-за
этого образуются уступы очень малых размеров.
Сначала мы на них не обращали внимания. Но после обкатки
обнаруживались сколы по торцу верхнего
компрессионного кольца (нижнее компрессионное и маслосъемное
кольцо не доходит до уступа). Нельзя было и
обрезать гильзу с торца на все 34 мм, т. к. при зажатии
гильзы в патрон токарного станка происходила ее
деформация.
Приемлемой оказалась следующая технология.
Обрезным резцом гильза подрезалась на глубину
основного материала, примерно на 4 мм с запасом по
высоте в 1—2 мм. Затем, ножовкой вручную
производилась окончательная обрезка. Точный размер по
высоте доводился на станке торцевым резцом с самой
малой подачей. После обработки место стыка вставки
с гильзой на зеркале цилиндра не должно ощущаться
на ощупь .мякотью пальца.
70


Рис. 16- Блок цилиндров с гильзами 0 92 мм
Обрезанные по высоте гильзы еще не готовы для
установки в блок цилиндров, т. к. они мешают друг
другу верхним и нижним наружными утолщениями.
Обработать эти утолщения до необходимых размеров
можно напильником, очень осторожно зажав гильзу в
тиски. Обработанные льгски должны быть одинаковы
на верхнем и нижнем утолщении. Размеры их даны
на рис. 15. На гильзах первого и четвертого
цилиндров — ιπο лыске с одной стороны, на втором и
третьем — с двух сторон.
Теперь гильзы можно примерить в блоке цилиндров
и проверить их правильную обработку. Гильзы не
должны касаться друг друга во избежание взаимных
деформаций при нагреве (зазор 1—2 мм) и разница по
высоте верхних торцов соседних гильз не должны
превышать 0,03—0,04 мм. Если гильзы правильно стано-
71


вятся в блок, их надо сразу пометить по номерам
цилиндров, не забыв на гильзах второго и третьего
цилиндров пометить, где передняя часть. Блок
цилиндров со вставленными гильзами показан на рис. 16.
Прокладки под гильзы цилиндров
Для прокладки под гильзы лучше всего
использовать новые прокладки от двигателей ГАЗ-24: остается
только ножницами срезать сегменты по размеру,
указанному на рис. 17. Если готовых прокладок нет, их
можно вырезать из
ленты холодно-катаной меди
толщиной 0,4 мм. В
крайнем случае можно
использовать наборы более
тонких прокладок, но не
более двух штук на
каждый цилиндр. На
изготовленных
самостоятельно 'прокладках
обязательно нужно снять
заусеницы.
После приготовления
прокладок наступает
время генеральной подгонки
гильз в блок цилиндров.
Гильзы с прокладками
устанавливаются в блок
в соответствии с нанесенными метками и зажимаются
головкой блока (без прокладки головки блока) на все
гайки средним усилием, чтобы не деформировать
головку блока.
Через 20 —30 .минут головка блока снимается и
проверяется величина выступания гильз над его верхней
плоскостью. Она должна быть 0,08—0,12 мм для всех
гильз, а высота каждой гильзы над блоком цилиндров
должна быть одинакова по всему диаметру гильзы,
чтобы исключить перекос гильзы и соблюсти их
соосность.
При окончательной сборке двигателя для надежной
герметизации системы охлаждения прокладки гильз
цилиндров смазываются бакелитовым лаком или грунтом
Рис. 17. Прокладка гильзы
цилиндров
72


под синтетическую краску. Смазывать обычной
нитрокраской не рекомендуется, т. к. она до окончательной
затяж'ки головки блока успевает высохнуть. В этом
случае нитрокраска принесет больше вреда, чем пользы.
Поршень, поршневые кольца, поршневой палец
Поршневая группа автомобильного двигателя,
состоящая из поршня, поршневого пальца, колец поршневых
и стопорных — для крепления пальца — работает в
очень тяжелых условиях: высокие температурные,
газовые и инерционные нагрузки, носящие близкий к
ударному характер, большие
знакопеременные скорости
движения, ограниченная
смазка, недостаточность
теплоотвода.
Необходимость
подробного рассмотрения
некоторых конструктивных
особенностей деталей
поршневой группы связана не толь,
ко с тем, что они требуют
особого внимания при
подготовке двигателя к
соревнованиям, но и с тем, что
многие спортсмены при этом
стремятся, порой не всегда
оправданно, изменить
конструкцию или обработку
этих деталей.
Поршень условно
можно разделить на три части, выполняющие
различные функции: днище, уплотняющая часть,
направляющая часть (юбка). Днище и
направляющая часть образуют головку поршня (рис. 18).
Днище поршня, образующее с головкой блока
цилиндров камеру сгорания, кончается у верхней
кромки проточки под верхнее компрессионное кольцо.
Эту часть поршня иногда называют жаровым
поясом, т. к. днище поршня омывается открытым
пламенем и горячими газами, раскаленными до температуры
Рис. 18. Серийный поршень
73


1500—2500°С. Для увеличения прочности и повышения
общей жесткости днище выполняют достаточно
массивным и снабжают ребрами, связывающими стенки и
днище с бобышками. Толщина днища, как правило,
постепенно увеличивается от центра к периферии. При таком
сечении улучшается теплоотвод от днища и уменьшается
температура его нагрева.
Днище поршня двигателя М-412 имеет выпуклую
форму, что придает щелевидность камере сгорания, а
это несколько ухудшает процесс горения. Большая
поверхность выпуклого днища по сравнению с плоским
увеличивает площадь соприкосновения с горячими
газами, что повышает общую его температуру. Излишний
нагрев днища поршня вообще нежелателен, т. к. это
ухудшает весовое наполнение цилиндра и приводит к
некоторому снижению мощности двигателя из-за
повышенного подогрева свежего заряда топливной смеси.
Однако благодаря выпуклой форме днища поршня
уменьшается объем камеры сгорания, к тому же
конструкторам удалось добиться уменьшения веса поршня
и увеличения прочности днища.*
Поршни, движущиеся возвратно-поступательно с
большой скоростью (до 20 м/сек), подвергаются
воздействию сил инерции, пропорциональных весу. Величина
сил инерции составляет значительную долю от сил
давления газов. Облегчение поршня, как и других
деталей, движущихся возвратно-поступательно, уменьшает
потери на преодоление сил инерции, особенно при
переходе двигателя с одного режима работы на другой.
Можно считать целесообразным и лишенным риска
облегчение днища поршня двигателя М-412 за счет его
проточки (затемненной части) и приближения его
формы к 'плоской. Это поможет избавиться от недостатков
выпуклого днища и сохранить его достоинства (рис. 18).
Естественно, проточка увеличивает объем камеры
сгорания, вследствие чего уменьшается степень сжатия
и мощность двигателя.
Зато удешевляется эксплуатация, так как вместо бен-
* Надо сказать, что поршни двигателей ГАЗ, имеющих
плоское днище и на 2 мм (в центре) тоньше днищ поршней М-412, не
уступают в прочности новой конструкции. Это доказано многими
выступлениями спортсменов на форсированных двигателях,
мощность которых доведена до 120—140 л. с.
74


зпна АИ-93 на транспортных и обслуживающих
автомобилях можно применять бензин А-76. По этой
причине проточку поршней можно рекомендовать владельцам
автомобилей М-412, желающим пойти на
незначительный ущерб в динамике автомобиля ради удобства
эксплуатации. Что касается спортивных автомобилей, то им
такая «декомпрессия» противопоказана.
Рис. 19. Выемки под впускной клапан на днище:
а) сферическом 0 82 мм; б) плоском 0 92 мм
Для доведения степения сжатия двигателя с
проточенными поршнями до 9,5—10 приходится фрезеровать
блок цилиндров по верхней плоскости па 1 м,м (в
сборе с передней крышкой). На 1 мм следует укоротить
75


и гильзы цилиндров, проторцевав верхнюю кромку в
токарном станке. Кроме того, на 1,8—2,0 мм
фрезеруется плоскость разъема головки блока
цилиндров.
При такой компоновке двигателя не должна
произойти «встреча» поршня и всасывающего клапана, т. к.
между ними остается
зазор 0,8 — 1 мм в
момент подхода
поршня к ВМТ в конце
такта выхлопа. Однако
для гарантии в связи
с неизбежным
«зависанием» клапанов на
предельно высоких
оборотах необходимо -в
днище поршня сделать
выборку глубиной 1—
1,5 мм, как показано
на рис. 19.
Такую выборку
можно сделать вручную
шарошкой, электро-
или пневматической
дрелью. Тем
спортсменам или секциям,
которым часто
приходится иметь дело со
сборкой спортивных
двигателей, можно
порекомендовать
приспособление,
предложенное мотористами
спортивной лаборатории
Рис. 20. Приспособление для выпол- АЗЛК (рис. 20). Оно
нения выемок на днище поршня представляет собой
клапан с напаянными
на торцевую часть 3 или 4 резцами. Фреза-клапан
ставится на место всасывающего клапана в
головку блока, головка блока крепится на блок
цилиндров, поршень при этом находится в ВМТ.
Затем операция выборки металла с поршня
производится простейшим приспособлением, типа приспособления
76


для притирки клапанов. И так в каждом из четырех
поршней. Делать выборку под выхлопные клапаны нет
необходимости.
Кстати, при сборке двигателя со стандартными
(необлегченными) поршнями при «поджатии» головки
блока более 0,8 —0,9 мм надо обязательно делать в
поршнях такие же выборки.
Уплотняющая часть поршня (рис. 18) начинается
от верхней кромки канавки под верхнее компрессионное
кольцо и кончается у нижней кромки канавки под мас-
лосъемное кольцо. Эта часть поршня передает через
поршневые кольца стенкам цилиндра до 80% теплоты,
воспринимаемой днищем поршня, и практически не
участвует в передаче боковых сил. Величину зазора
между цилиндром и уплотняющей частью поршня
выбирают из условия предохранения поршневых колец от
воздействия горячих газов и предотвращения попадания
масла в камеру сгорания. Для уменьшения тепловой
напряженности верхнего компрессионного кольца
канавку под него в поршнях всех кострукций делают на
некотором расстоянии от днища поршня. Этой же цели
служат 5 неглубоких выточек, сделанных над верхним
компрессионным кольцом в поршне М-412, создающих
воздушный экран и несколько снижающих тепловую
напряженность верхнего кольца. Однако в процессе
работы они быстро закоксовываются, и их влияние
практически исчезает.
Подбор и правильная установка поршневых колец
является одним из основных условий надежной и
безаварийной работы двигателя. Следует отметить также,
что время приработки поршневых колец к гильзе
цилиндров определяет длительность обкатки двигателя.
Из комплекта поршневых колец стандартного
двигателя М-412 верхнее компрессионное кольцо
(хромированное) должно иметь при сборке несколько больший
зазор в замке (0,4 —0,5 мм). Такая величина зазора
гарантирует отсутствие «прихватов» кольца и цилиндра
при его интенсивном нагреве до 300 — 350°С. Нижнее
компрессионное и маслосъемное кольцо подбираются с
зазором 0,2—04 мм. При установке колец на поршень
надо проследить за правильностью расположения
выточки колец (вверх) и разведением замков в разные
стороны.
77


Для двигателя ГАЗ-24 промышленность выпускает
несколько вариантов поршневых колец. Рассмотрим
некоторые их достоинства и недостатки.
Верхнее компрессионное кольцо выпускается
хромированным или покрытым тонким слоем
электролитического лужения, прямоугольного сечения или
овальной формы, высотой 2,5 мм или 2,0 мм.
Предпочтение отдается кольцу, покрытому пористым
хромом. Срок службы хромированного кольца в 3—3,5
раза больше луженого. При этом срок службы колец,
расположенных ниже хромированного, также
удлиняется.
Поршневые кольца с закругленными наружными
кромками улучшают заклинивание масляного слоя под
движущимся кольцом и, следовательно, смазку, а
острая кромка разрушает масляную пленку. Нельзя
забывать также, что на пути верхнего компрессионного
кольца лежит стык оставшейся части жароупорной
вставки в гильзе цилиндра. В процессе работы
двигателя в этом месте может появиться незначительный
уступ, поэтому и с этой точки зрения овальная форма
кольца предпочтительнее, так как уменьшается
вероятность поломки кольца или отдельных сколов.
Для лучшего уплотнения и уменьшения напряжения
на торце, а также по ряду других причин, верхнее
кольцо выбирают меньшей высоты. Такие кольца
уменьшают износ канавок вследствие уменьшения сил
инерции, особенно на больших оборотах.
Итак, считаем целесообразным верхнее
компрессионное кольцо выбирать хромированным с закругленными
наружными кромками и высотой 2,0 мм. Поршни,
разумеется, должны иметь высоту канавки под верхнее
кольцо соответствующего размера.
Нижнее компрессионное кольцо может быть
поставлено либо чугунное луженое, либо стальное
наборное (пакет колец). В последние годы в автомобильных
двигателях все большее распространение получают
стальные витые компрессионные кольца тарельчатой
формы, изготавливаемые из калиброванной ленты. В
качестве верхнего компрессионного кольца они не
применяются, поскольку не отводят необходимого
количества теплоты от верхней части поршня, и теряют
упругость из-за повышенного нагрева, однако в качестве
78


нижнего компрессионного кольца зарекомендовали
себя хорошо, так как отдельные элементы лучше
прилегают к стенке цилиндра, чем поставленное в эту канавку
одно чугунное кольцо. Между отдельными тонкими
пластинками пакета колец образуются канавки, в которых
накапливается масло, вследствие чего обеспечивается
надежная смазка трущихся поверхностей и улучшается
уплотнение цилиндра. К тому же перекрытие замков
и плотное прилегание тонких тарельчатых колец к
торцевым стенкам канавки поршня способствуют
уменьшению прокачки масла в камеру сгорания.
Способ установки поршневых колец показан на
рис. 21. В заводском комплекте стальные компрессионные
кольца легко отличить от масло-
съемных по несколько большей
ширине, тарельчатой форме и
косому разрезу в замке.
Стальные компрессионные кольца,
устанавливаемые по два в канавку
конусом вниз, имеют более
темный оттенок, чем третьи кольца,
устанавливаемые конусом вверх
и имеющие коричневатый
оттенок.
Маслосъемные
поршневые кольца, осуществляющие
отвод излишнего масла со стенок
цилиндра и ограничивающие
таким образом попадание масла
в камеру -сгорания, одновремен- РиСи 21 Схема установ.
НО ЯВЛЯЮТСЯ ОСНОВНЫМ ЭЛемеН- ки стального нижнего
ТОМ поршневой группы, регули- компрессионного кольца
рующим смазку * верхней зоны
стенок цилиндра. Поэтому выбору маслосъемных
поршневых колец придается большое значение.
Сразу можно отметить, что и чугунные (дренажного
типа) и наборные стальные маслосъемные кольца
показали вполне удовлетворительные результаты в самых
тяжелых условиях шоссейно-кольцевых гонок и
автомобильных ралли. Однако по некоторым соображениям
предпочтение все же отдается набору стальных масло-
съемных колец. Они имеют меньшую поверхность
контакта со стенкой цилиндра, что несколько снижает по-
79


тери на трение. Больший срок службы таких колец по
сравнению с чугунными обеспечивается наличием в
комплекте расширителя, который создает
дополнительное радиальное давление поршневого кольца при его
уменьшении вследствие износа. Кроме того, комплект
наборного маслосъемного кольца имеет меньший вес,
чем одно чугунное, его легче, проще установить на
поршень, в то время как из-за чрезвычайной хрупкости
чугунные кольца часто ломаются.
Направляющая часть поршня
(юбка) — часть поршня от нижней кромки канавки под
маслосъемное кольцо до конца поршня — служит для
равномерного распределения бокового давления на
зеркало цилиндра и для направления поршня при
движении соосно цилиндру. В этой части поршня размещены
бобышки для поршневого пальца. Длина направляющей
части и расположение оси бобышек влияют на трение и
износ поршня. Величина бокового усилия в двигателе
М-412 и ГАЗ-24 (ГАЗ-21) различна, поэтому и
различны длины направляющей части поршня. В передаче
бокового усилия от поршня к цилиндру участвует
только часть боковой поверхности юбки, ограниченная в
поперечном сечении углом 80—100°. Это обстоятельство
позволяет в целях уменьшения веса поршня и потерь на
трение удалить часть юбки. Такова конструктивная
особенность поршней ГАЗ-21 и ГАЗ-24. У поршней
двигателя М-412 укороченная часть юбки в неработающей
части менее выражена.
Опыт эксплуатации форсированных двигателей
показал, что поршни диаметром 92 мм от двигателя
ГАЗ-21 с компенсационными продольными разрезами
вдоль юбки являются недостаточно прочными, хотя
и имеют несколько меньший вес, по сравнению с
поршнем двигателя ГАЗ-24. Поршни ломались по разрезу,
скалывались перемычки между компрессионными
кольцами. Поэтому больший интерес для нашего
двигателя представляли поршни от двигателя ГАЗ-24 (рис. 22)
хотя они и более жесткие (с вваренным стальным
кольцом внутри). Поэтому при сборке двигателя с
поршнями ГАЗ-24 следует подбирать пару поршень-цилиндр
с зазором не менее 0,06—0,08 мм.
При подборе пары поршень-цилиндр с меньшим
зазором даже после длительной и тщательной обкатки
80


двигателя при работе в режиме 6500—7000 об/мин
появлялись надиры на стенках цилиндров, в результате
которых существенно повышались потери на трение,
увеличивался расход масла, снижалась компрессия и
заметно падала мощность двигателя.
Рис- 22, Доработка поршня
ГАЗ-24
Рис. 23. Облегченный поршневой
палец: а) ГАЗ-24; б) М-412
Стандартный поршень М-412 маркируется заводом
по двум размерам и весу (табл. 25, 26, 27).
Таблица 25 Таблица 26
Индекс
группы
А
В
с
д
Ι Ε
Диаметр
направляющей части, мм
81,990—81,980
81,980—81,970
81,970—81,960
81,960—81,950
81,950—81,940
Цвет
маркировки
Черный
Зеленый
Белый
Красный
Диаметр
отверстия под палец,
мм
21,9900—21,9785
21,9925—21,9900
21,9950—21,9925
21,9975—21,9950
Маркировка диаметра под поршневой палец
указывается на бобышке поршня, а номер весовой группы и
индекс размерной группы сверху на днище поршня.
6 Зак. 483
81


Таблица 27
Номер весовой
группы
1
2
3
4
Вес поршня,
г
434—432
432—430
430—428
428—426
№ весовой
группы
5
6
7
8
Вес поршня, l
г
426—424
424—422
422—420
420—418 [
Поршневой палец служит осью в
шарнирном соединении поршня с шатуном, воспринимает все
лередающиеся между ними силовые нагрузки ударного'
характера, работает в условиях ограниченной смазки..
В большинстве отечественных и зарубежных
двигателей поршневые пальцы плавающего типа от осевого
перемещения фиксируются стальными кольцами.
Аналогично сделаны поршневые пальцы в двигателях М-412
и ГАЗ-24 и работают вполне надежно.
В процессе работы поршневые пальцы свободно
поворачиваются как в головке шатуна, так и в бобышках
поршня, благодаря чему они более равномерно
изнашиваются. В холодном состоянии палец должен плотно,,
без зазоров входить в отверстие втулки верхней
головки шатуна, а в отверстия в бобышках поршней из
алюминиевых сплавов он должен входить с тугой посадкой.
Необходимость этого обусловливается разницей в
коэффициентах линейного расширения у алюминиевых
поршней и стальных пальцев. Опыт показывает, что в
прогретом двигателе зазоры между поршневым пальцем ет
отверстием в бобышках и головке шатуна
выравниваются.
Для облегчения сборки алюминиевые поршни
рекомендуется подогревать до 60—80°С, погружая в
горячую воду или масло.
Поршневые пальцы двигателей М-412 и ГАЗ-24
можно облегчить без ущерба для прочности. Размеры
облегченных пальцев приводятся на рис. 23.
Облегченные поршневые пальцы в течение ряда лет эксплуатации
спортивных двигателей подтвердили свою
работоспособность и надежность.
82


КОНСТРУКЦИЯ И ПОДГОТОВКА
КРИВОШИПНО-ШАТУННОГО МЕХАНИЗМА
Шатун — является частью шатунно-кривошипно-
го механизма двигателя и служит для передачи усилий
от поршня к коленчатому валу и, наоборот, от
коленчатого вала к поршню в
зависимости от
направлений действующих сил.
Основными элементами
шатуна являются верхняя
головка, соединяющаяся
при помощи поршневого
пальца с поршнем,
стержень, кривошипная головка,
соединяющаяся с шейкой
коленчатого вала (рис. 24).
Во время работы
двигателя шатун совершает
сложное движение и
подвергается действию
переменных по величине и
направлению сил давления газов
и инерционных сил. В
некоторых случаях действие
этих сил носит ударный
характер. Поэтому шатун
должен быть прочным и
жестким (следовательно, нужно
правильно выбрать
материал, подумать о
наивыгоднейшей форме шатуна), но
легким, чтобы уменьшить
силы -инерции. Ввиду
знакопеременного характера
нагрузок, действующих на
шатун, материал для него
Должен обладать высокой
усталостной прочностью.
Такими материалами
являются высококачественные углеродистые, а также
легированные стали. В частности, шатун двигателя
М-412 выполнен из стали 40 или стали 45Г2.
Рис. 24. Шатун М-412
б*
83


Вследствие высокой рабочей температуры головки
шатуна для изготовления ее втулки применяют бронзы,
обладающие высокой твердостью и хорошо
сопротивляющиеся усталостным разрушениям. В форсированных
двигателях лучше использовать алюминиево-желези-
стую бронзу Бр.АЖ-9-4 или оловянисто-цинковую
бронзу Бр.ОЦ-10-2.
Для уменьшения сил инерции
возвратно-поступательно движущихся масс подгонку по весу шатунов или их
облегчение следует производить в первую очередь за
счет снятия металла с головки шатуна. Однако тоньше
3 мм ее делать нельзя во избежание поломки или
деформации.
Стержень шатуна автомобильных двигателей, в том
числе М-412, имеет двутавровое сечение,
обеспечивающее при относительно малом весе достаточную
жесткость. Для обеспечения плавных переходов от стержня
к кривошипной головке и для выравнивания
напряжений по длине стержня площадь его сечения в
направлении кривошипной головки увеличивается.
Обтекаемости стержня шатуна придается серьезное
значение. Для этого шатун надо обработать на грубом
наждачном камне, чтобы снять вес, а полировку
выполнить на войлочном круге мелкой наждачной пастой.
Окончательно обработанные шатуны не должны
отличаться по весу друг от друга больше, чем на 1—2
грамма. Облегченный и полированный шатун легче
стандартного на 100 —120 г.
Шатун двигателя М-412 имеет несколько
несимметричный относительно оси стержень, что обеспечивает
лучшее распределение нагрузки в момент начала такта
рабочего хода, т. е. в момент наибольшей нагрузки.
В связи с этим при сборке шатуна с поршнем и его
монтаже в двигатель выступы на стержне и на крышке
шатуна должны быть расположены на одной стороне и
обращены к передней части двигателя, как и стрелка
на днище поршня.
При подготовке к сборке двигателя увеличенного
рабочего объема стандартный шатун требует переделки.
Поршень диаметром 92 мм рассчитан на палец
диаметром 25 мм (вместо 22 мм в стандартном
двигателе М-412). Кроме того, различно у этих поршней и
расстояние от оси бобышек до верхней части днища. По-
84


этому расточка верхней головки шатуна производится
эксцентрично прежнему отверстию, как показано на
рис. 24. После расточки головки шатуна под размер
26,27 + 0,02 мм в отверстие запрессовывается готовая
разрезная втулка под поршневой палец от двигателя
ГАЗ-24 или самостоятельно изготовленная из
рекомендованных выше материалов. Окончательная расточка
или развертка отверстия под поршневой палец
производится индивидуально при наличии уже облегченных
пальцев диаметром 25 мм.
Не все стандартные шатуны годятся для описанной
переделки. Подбор шатунов нужно производить по
следующему признаку. Для надежной работы шатуна
после расточки под втулкой должно оставаться «металла
головки», не считая стержня, не менее 2,5—3 .мм.
Учитывая смещение нижней части расточенного отверстия
на 3 мм вниз, исходная толщина материала под
втулкой поршневого пальца должна быть не менее 5,5—6 мм.
По этому размеру и следует подбирать шатуны, годные
под расточку.
По последнему признаку шатуны лучше всего
подбирать из одной или соседних весовых групп, чтобы
облегчить дальнейшую подгонку ,по весу.
Цветовой индекс весовой группы наносится на
крышке шатуна согласно табл. 28.
Таблица 28
п/п
1
2
3
4
5
6
7
Цвет маркировки
Одна белая полоса
Две белые полосы
Одна черная полоса
Две черные полосы
Одна зеленая полоса
Две зеленые полосы
Одна красная полоса
Вес головки
шатуна, г
210 ±2
215 ±2
220 ± 2
295 ±2
230 ±2
235 ±2
240 ±2
Вес
кривошипной
части, г
590 ± 2
595 ±2
600 ±2
605 ±2
610 ± 2
615 ±2
620 ±2
Общий вес,
г
800 ±4
810 ±4
820 ± 4
830 ± 4
840 ± 4
850 ± 4
860 ± 4
При сборке стандартного двигателя или его ремонте
важно знать разбивку на группы отверстий головки
шатуна. Цветовая маркировка наносится по головке
шатуна по табл. 29.
85


Таблица 29
Цвет маркировки
Розовый
Коричневый
Зеленый
Голубой
Диаметр отверстия, мм
22,0045 — 22,0020
22,0020 — 21,9995
21,9995 — 21,9970
21,9970 — 21,9945
Коленчатый вал является одной из наиболее
ответственных и наиболее сложных в конструктивном
и производственном отношении деталей двигателя.
Недостаточная надежность коленчатого вала, как правило,
служит причиной повышенных износов и сокращения
срока службы двигателя. От прочности коленчатого
вала во многом зависит возможность форсировки
двигателя.
Во время работы коленчатый вал передает
развиваемый двигателем крутящий момент (за вычетом потерь)
трансмиссии автомобиля, а также различным агрегатам
и вспомогательным механизмам. При этом коленчатый
вал подвергается действию радиальных и тангециаль-
ных составляющих сил, приложенных к его шатунным
шейкам, центробежных сил вращающихся масс,
реакций опор и момента сопротивления вращению
трансмиссии автомобиля.
Воздействие указанных нагрузок вызывает появление
изгибных и крутильных колебаний, которые могут
быть причиной возникновения значительных
дополнительных напряжений в элементах коленчатого вала, а в
некоторых случаях (резонанс колебаний) даже причиной
его поломки. Отсюда следует, что конструкция и
размеры коленчатого вала должны удовлетворять не
только условиям прочности, но и условиям жесткости.
Исходя из условий работы двигателя к конструкции
коленчатого вала предъявляют следующие требования:
статическая и динамическая уравновешенность;
прочность, жесткость и износостойкость шеек вала;
отсутствие опасных резонансных колебаний; обтекаемость
форм; высокая точность изготовления и обработки;
возможно малый вес.
86


Материал, из которого изготовлен коленчатый вал,
должен обладать высокой прочностью, вязкостью,
износостойкостью, твердостью и сопротивлением усталости
и действиям ударных нагрузок. Такими свойствами
обладают правильно обработанные углеродистые и
легированные стали с пределом прочности на разрыв 75—85
кг/мм2 и пределом упругости 60—65 кг/мм2.
Коленчатые валы отечественных автомобильных двигателей
изготавливают из сталей 45А, 45, 45Г2 и других.
Коленчатый вал двигателя М-412 изготовлен из
стали 45 методом ковки. Заготовки подвергают первой
термической обработке — нормализации, которая
необходима для подготовки материала заготовки к
дальнейшей механической обработке за счет снижения
твердости и устранения возникших при остывании
напряжений.
Вся механическая и вторая термическая
обработка —■ 'поверхностная закалка шеек коленчатого вала —
производится на полностью автоматизированной линии,
пущенной на Уфимском моторостроительном заводе
(УМЗ) в конце 1972 г. На этой автоматической линии,
производящей около 200 операций, поковка, лишь
отдаленно напоминающая коленчатый вал,
превращается в готовое изделие, причем за все время
обработки к ней не прикасается рука человека.
Аналогичная автоматическая линия создана для обработки
шатуна.
После второй термической обработки шейка
коленчатого вала обладает твердостью HRC 52—62.
В 1973 г. Уфимский моторостроительный завод
выпустил опытную партию коленчатых валов повышенной
твердости с целью увеличения срока службы и
надежности коленчатого вала, а значит, и двигателя в целом.
Двигатели с такими валами иопытывались в нескольких
шоссейно-кольцевых гонках и ралли спортсменами УМЗ,
мастерами спорта СССР Ю. Чекрановым, А.
Матвеевым, А. Саввиным и другими. Испытания показали, что
коленчатые валы с повышенной твердостью шеек в
форсированном двигателе и в тяжелых условиях
автомобильных соревнований имели меньший износ, чем
коленчатые валы в аналогичных условиях с прежней
твердостью шеек.
Коленчатый вал двигателя М-412 выполнен пяти-
87


опорным, т. е. с пятью коренными шейками, с
достаточным перекрытием по диаметру шатунных и
коренных шеек. Относительно небольшая длина каждой
шейки при увеличенном диаметре (по сравнению с
предыдущей конструкцией двигателя М-408) делают
коленчатый вал М-412 жестким и компактным, способным
выдержать повышенные нагрузки.
В перечислении требований, предъявляемых к
коленчатому валу, указывалась необходимость придать ему
обтекаемую форму, помогающую легче преодолевать
сопротивление воздуха и масляного тумана при
вращении. Делается это обработкой сначала шарошкой, а
затем войлочным кругом с наждачной пастой (по типу
обработки шатунов). При этом особое внимание
уделяется обработке торцевых поверхностей щек и
противовесов.
От продольного смещения коленчатый вал —
особенно при выжиме сцепления — предохраняют два
покрытых тонким слоем баббита полукольца с фиксаторами,
уложенных в крышку среднего коренного подшипника.
За их износом надо внимательно следить. Если
продольное смещение вала составит более 0,2 мм,
полукольца следует заменить.
И большая жесткость коленчатого вала, и
значительный вес противовесов, и отсутствие продольного
смещения — все это призвано ликвидировать упругие
колебания коленчатого вала. Однако практически
полностью избежать этих колебаний, по-видимому,
невозможно.
Двигатель М-412 имеет некоторое предрасположение
к возникновению крутильных колебаний, может быть
из-за того, что передний конец коленчатого вала
несколько перегружен. Здесь приводы масляного насоса,
распределителя \и распределительного вала, всей
системы газораспределения, водяного насоса с
вентилятором, генератора. Конструкторы предполагают, что
именно с этим связан и относительно небольшой срок
службы распределителя при предельных нагрузках на
двигатель. Действительно, в условиях автомобильных
соревнований распределитель приходится менять через
каждые 8—10 тыс. км пробега, но это не является
«криминалом», т. к. опыт эксплуатации стандартных и
форсированных двигателей с обычными нагрузками по-
88


зволяет утверждать, что в этих условиях срок службы
распределителя 100 тыс. км ,и более. Между прочим
других вредных последствий резонансных крутильных
колебаний обнаружено не было. В таком случае, имеет
смысл эксперимент со снятием противовесов с
коленчатого, вала для уменьшения его веса с целью
увеличения мощностных
показателей при
переходных режимах. Такой
вал (рис. 25) после
динамической
балансировки был (поставлен
на двигатель
линейного автомобиля в
автопарке, Износ
коленчатого вала и
вкладышей после
прохода 90 тыс. км
оказался в пределах
нормального.
Эксперимент был
продолжен, К испытаниям
облегченных коленчатых
валов подключились
гонщики УМЗ,
выступающие на гоночных
автомобилях I и II
формулы в шоссейно-
кольцевых автогонках.
В настоящее время можно считать, что коленчатые
валы с обрезанными противовесами, облегченные на 4,5 кг
по сравнению со стандартными, вполне работоспособны
и дают эффект в улучшении динамики автомобиля.
Срезать противовесы можно на обычном фрезерном
станке с обязательной динамической балансировкой перед
установкой коленчатого вала в двигатель. Перед
обработкой коленчатого вала или перед его монтажом
обязательно проводится обмер диаметров шатунных и
коренных шеек микрометром.
Кстати, в литературе имеются сведения, что при
подготовке спортивного автомобиля BMW-1800 на
некоторых образцах двигателей устанавливаются коленчатые
валы без противовесов.
Рис. 25. Облегченный коленчатый вал
89


Не вдаваясь в подробный анализ причин, можно
рекомендовать использовать коленчатые валы с
диаметром коренных шеек 61,94±0,01 мм и шатунных шеек
56,00-0,01 мм.
Вкладыши двигателя М-412 (шатунные и
коренные) — тонкостенные, триметаллические. Основу
вкладышей составляет стальная лента толщиной 1,4 мм,
покрытая слоем свинцовистой бронзы 0,25 мм. Верхний
антифрикционный слой представляет собой сплав
свинца с индием; глубина последнего слоя 0,02—0,03 мм.
Такие тонкостенные вкладыши обладают хорошей
гибкостью и при монтаже точно принимают форму
постели. Монтаж вкладышей должен производиться с
особой точностью тщательностью, т. к. даже
небольшие шероховатости и постели или попадание под
вкладыш твердых частиц искажают его форму, что не
только ухудшает отвод тепла от шейки коленчатого вала,
но и меняет величину зазора между шейкой и
вкладышем, отчего заметно увеличивается их износ.
Применение трехслойных вкладышей с двумя
антифрикционными слоями является прогрессивным
решением. Нижний антифрикционный слой (свинцовистая
бронза) хорошо «работает» при повышенных
температурах масла, но обладает недостаточной коррозийной
стойкостью и способностью поглощения абразивных
частиц. Основной рабочий слой — верхний (из сплава
свинца с индием), улучшает приработку вкладышей,
предохраняет масло от окисления свинцовистыми
присадками в нижнем слое, повышает сопротивляемость
усталостным выкрашиваниям. Исследования
показывают, что допустимое удельное давление трехслойных
вкладышей на 20 —30% выше, чем у двухслойных.
Еще одно существенное достоинство трехслойных
вкладышей заключается в том, что при разрушении
верхнего антифрикционного слоя коленчатый вал не
выходит из строя. Даже после появления характерных
стуков в двигателе на автомобиле можно проехать еще
100—200 км.
В настоящее время промышленность выпускает два
типа вкладышей для двигателя М-412. Оба типа
вкладышей триметаллические, но верхний слой различен. В
одном случае—из сплава свинца с индием, в другом —
из сплава на алюминиевой основе. Верхний антифрик-
90


ционный слой из сплава на алюминиевой основе
несколько повышает выносливость вкладышей при
повышенной нагрузке, благодаря большему допустимому
удельному давлению. Внешне вкладыши из сплава на
алюминиевой основе отличаются от обычных более
темным цветом основы из стальной ленты. Вкладыши со
•слоем сплава на алюминиевой основе ни в чем не
уступают зарубежным. Что касается коренных вкладышей,
то для повышения их надежности надо правильно
выбирать сорта масла, поддерживать в двигателе
определенную рабочую температуру масла.
Вкладыши двигателя М-412 не требуют
индивидуальной подгонки по месту благодаря высокой точности
изготовления. Ручная шабровка может только нарушить
тонкий верхний антифрикционный слой. Заменять
вкладыши в двигателе лучше со снятием коленчатого вала.
Характерной неисправностью двигателя, по общему
мнению, считается выход из строя вкладышей
независимо от их типа, литража двигателя, степени сжатия,
вида соревнований и даже марки автомобиля.
Поэтому возникла мысль перейти на конструкцию
коленчатого вала не с подшипниками скольжения, а с
подшипниками качения.
Коленчатый вал на подшипниках
качения в собранном виде показан на рис. 26.
Основным его достоинством является заметное уменьшение
потерь на трение, благодаря чему можно снизить
требования к качеству масла и системе· смазки в целом,
т. к. подшипникам качения хватает смазки способом
разбрызгивания. Наша промышленность, особенно в
производстве двухтактных двигателей для автомобилей
и мотоциклов, освоила массовое изготовление валов на
роликовых и шариковых подшипниках. Эти двигатели —
в спортивном варианте — надежно работают при
9000—10 000 об/мин, что весьма важно для гонщиков.
Некоторые западноевропейские фирмы
изготавливают спортивные двигатели не только с коленчатыми
валами на подшипниках качения, но и с
комбинированной системой —■ на подшипниках качения и
подшипниках скольжения.
Автором вместе с конструкторами Кировского
завода и автомобилистами Ленинградского
оптико-механического объединения также была предпринята попытка
91


Puc< 26. Коленчатые валы двигателя М-412:
1 — серийный вал; 2 — серийный вал со срезанными
противовесами; 3 — вал на подшипниках качения
изготовления в 1969—1970 гг. сборного коленчатого
вала, где использовались коренные шариковые
подшипники и роликовые шатунные. Основные размеры
коленчатого вала оставались без изменения. Что касается
выбора подшипников, то наружные размеры их были
ограничены: для коренных — расстоянием между
шпильками крепления коренных крышек блока цилиндров,
для шатунных — размером кривошипной части
шатуна.
Исходя из компоновочных соображений и
соответствия подшипников расчетным нагрузкам на коренную
шейку устанавливались два шариковых подшипника № 110
(первая мелкая серия), на шатунную — два роликовых
подшипника № 292206, как это видно на рис. 26.
92


Роль внутренней обоймы роликовых подшипников
выполняет сама шатунная шейка, поэтому твердость ее
должна быть не менее HRC 60—65. Радиус кривошипа
был оставлен 35 мм.
Изготовление коленчатого вала — дело далеко не
простое. С изготовлением заготовок деталей вала
особых трудностей не было.
Однако, надо сказать, что точные расчеты
коленчатого вала на прочность вследствие
сложности его формы и невыявленности точного
характера действия расчетных нагрузок, зависящего от
жесткости вала и его опор, а также ряда других причин,
практически невозможны. Данные некоторых
экспериментальных исследований показывают, что напряжения
в элементах коленчатого вала, полученные при его
лабораторных испытаниях, могут отличаться от
расчетных в 2—3 раза.
Весьма сложной оказалась и технология сборки. Мы
испортили тройной комплект деталей, прежде чем
удалось собрать один вал. Поэтому тем, кто возьмется за
изготовление сборного коленчатого вала, хотелось бы
дать некоторые практические рекомендации.
Во-первых, нужно помнить, что такой вал является
сборным, но не разборным, т. е. он собирается один раз
и навсегда. Значит, во избежание неисправимых
ошибок при запрессовке лучше иметь по 1—2 штуки
подшипников, щек и шеек сверх комплекта.
Во-вторых, начиная сборку (рис. 27)* с запрессовки
шариковых подшипников на соответствующие шейки, не
забудьте поставить распорную шайбу между каждой
парой подшипников. Свободная посадка подшипника на
шейку не годится. В этом случае надо заменить либо
шейку, либо подшипник. Затем собираются 4 секции,
каждая из двух щек и одной шатунной шейки с
роликовыми подшипниками, свободно, но без зазоров
садящихся «а свои шейки. В связи с тем, что посадочные
концы шеек запрессовываются в отверстия щек, сборка
должна производиться после предварительного
нагрева щек и охлаждения шеек по возможности быстро.
Собранные секции проверяются на правильность геометрии
* Чертежи деталей сборного коленчатого вала показаны на рис.
28 (а, б, в, г, д).
93


Рис. 27. Сборка коленчатого вала на подшипниках качения:
а — сборка коренной шейки; б — сборка кривошипов; в — сборка
половин коленчатого вала; г — соединение половин коленчатого-
вала; 1 — шарикоподшипник коренной опоры; 2 — шайба; 3 —
коренная шейка; 4 — щека кривошипа; 5 — роликовый подшипник
шатунной шейки; 6 — шайба; 7 кривошип в сборе; 8 — коренная
шейка в сборе (№ 2 или Лг9 4); 9 половина коленчатого вала в
сборе; 10 — средняя коренная в сборе (№ 3)
на специальной плите. Опорными поверхностями для
этой и всех дальнейших проверок являются точно
обработанные (не ниже 7 класса) грани щек.
94


Проверенные секции собираются попарно с помощью
второй и четвертой коренных шеек по такой же
технологии. Полученные теперь уже две секции опять
обязательно проверяются на плите с применением
шлифованных брусков одинаковых размеров.
Последний, самый ответственный момент сборки
вала — соединение двух последних секций между собой
средней коренной шейкой. Запрессовка переднего и
заднего концов коленчатого вала уже труда не
представит.
Если после сборки вала при окончательной проверке
на плите его кривизна во всех плоскостях оказалась не
более 0,02 — 0,03 мм, считайте, что вам повезло. Такой
вал можно устанавливать в двигатель.
Для установки собранного вала в двигатель
посадочные места коренных подшипников блока цилиндров
растачиваются под размер 80—0,02 мм, а нижнее
отверстие шатуна — под размер 72—0,02 мм. Расточку
блока цилиндров лучше производить за одну установку
на станке, чтобы сохранилась строгая соосность
постелей под коренные подшипники. При этом возникает не-
обходимость в снятии части металла со шпилек
крепления крышек коренных подшипников и болтов крепления
крышки шатуна. К этому вынуждают наружные
размеры подшипников. Однако в процессе эксплуатации
собранного нами вала нареканий на крепление не
было.
Правильно собранный и закрепленный в блоке
цилиндров вал вращается с легкостью, близкой к легкости
вращения велосипедного колеса. Точно собранный
коленчатый вал практически в балансировке не
нуждается. Например, при проверке нашего вала его
дисбаланс оказался в пределах 3—5 г/см.
Уже отмечалось, что подшипникам качения в
двигателе достаточно смазки разбрызгиванием, но
дополнительно можно использовать смазку под давлением,
подаваемую в отверстия коренных подшипников блока
цилиндров. Для этого в масляных отверстиях нарезается
резьба М10 и вворачиваются пробки типа жиклеров
карбюратора с отверстием 0,7 мм.
Первый сборный коленчатый зал был опробован на
ралли «Невские огни» в январе 1971 г. Вал установили
в стандартный форсированный двигатель. Все было нор-
95


Рис. 28,а. Шейки коленчатого вала: а — шатунная; б
коренная
мально, за исключением того, что двигатель стал
источником повышенного шума, что оказывало
неблагоприятное психологическое воздействие на
гонщиков-разрядников В. Загороднова и В. Савинского. Тем не менее,
несмотря на тяжелые дорожные условия, экипаж
оказался в первой призовой тройке. Двигатель работал
надежно. На отдельных участках трассы при движении на
низших передачах обороты повышались до 7500—8000
об/мин длительностью до 10 секунд. По свидетельству
спортсменов, эти перегрузки двигатель выдерживал
легко. При разборке двигателя после соревнований обна-
96


Рис. 28,6. Щека кривошипа
ружилось лишь незначительное увеличение люфта в
шатунных и коренных подшипниках. Вал оказался
вполне пригоден для дальнейшей эксплуатации. Таким
образом, первые испытания сборного коленчатого вала с
подшипниками качения прошли успешно.*
В дальнейшем сборный вал мы планировали
установить в двигатель с рабочим объемом 1870 см3. Если
первый вал был из стали 18ХНВА и весил 14,5 кг
(напомним, что стандартный коленчатый вал автомобиля
«Москвич-412» весит 17,8 кг), то новый вал
предполагалось изготовить из титановых сплавов. По расчетам,
его вес не должен был превышать 10,2 кг.
Выяснилось, что промышленность выпускает
роликовые подшипники под одним и тем же номером (292206)''
как с внутренней, так и без внутренней обоймы.
Напомним, что роль внутренней обоймы в нашем вале
выполняла сама шатунная шейка. Это обстоятельство
исключало использование титановых сплавов в связи с
* Двигатель с этим валом участвозал еще в трех ралли,
общий пробег составил 22 тыс. км. Вал был демонтирован по
причине повышенных люфтов в шатунных подшипниках.
7 Зак. 483
97


Рис. 28,в. Коренная шейка № 1
неспособностью последних работать на трение. Значит,
для вала из титановых сплавов были нужны роликовые
подшипники с внутренней обоймой. Тогда мы и
смогли перевести коленчатый вал в «более низкую весовую
категорию», сбросив сразу 4,3 кг. И все это — без
ущерба для надежности и прочности.
Новый вал было решено изготовить по отработанной
технологии из титанового сплава ВТ-3-1. Взялся за эту
работу автолюбитель с большим стажем, хорошо
знающий автомобиль и постоянно его совершенствующий,
энтузиаст автоспорта, заместитель начальника одного из
крупнейших цехов Кировского завода Н. Чулков.
Титановый вал установили в двигатель стандартного
литража для опробования. Испытания прошли
успешно. После пробега 7 тыс. км вал был установлен
на форсированный двигатель увеличенного литража.
98


Рис. 28,г. Коренная шейка № 5
Автомобиль с этим двигателем был допущен Федераци
ей автоспорта СССР к участию в соревнованиях по 1\
группе.*
* Э. Сингуринди вместе со своим напарником Е. Тютиковмч·
выступал на этом автомобиле в 1972 г. Им удалось выиграть
звание чемпионов СССР в этой группе спортивных автомобил- ι«
(Прим. ред.).
У9


Маховик в
автомобильном двигателе служит
для выравнивания скорости
вращения коленчатого
вала, вывода из мертвых
точек кривошипно-шатунного
механизма и осуществления
вспомогательных тактов
рабочего процесса. Кроме
этого, маховик выполняет
несколько конструктивных
функций. На его обод
напрессован венчик для
прокрутки двигателя
стартером, а на торцевую
шлифованную поверхность
опирается фрикционный диск
сцепления.
В конструкциях
некоторых двигателей (например,
М-408) на цилиндрической
поверхности .маховика
имеются метки и надписи,
определяющие момент прохождения поршнем первого
цилиндра верхней мертвой точки, а также принятое для
данного двигателя исходное опережение зажигания.
С точки зрения подготовки стандартного двигателя к
соревнованиям нас больше интересует первая и главная
часть функций маховика, т. к. их -выполнение позволяет
получить необходимую равномерность хода двигателя.
По данным профессора И. М. Ленина и других
авторов, момент инерции всех вращающихся и
поступательно движущихся масс в двигателе, принятый за
100%, распределяется следующим образом: маховик —
85—90%; коленчатый вал — 6—10%; поступательно
движущиеся массы — 1—3%; вентилятор — 1,5—3,5%;
распределительный вал, водяная помпа, масляный
насос и остальное — 0,5—1,5%.
Таким образом, почти вся мощность двигателя,
затрачиваемая на преодоление момента инерции
движущихся масс при разгоне автомобиля, тратится на
преодоление момента инерции маховика, пропорциональна
Рис. 28Л Шайбы
дистанционные:) а — коренной шейки;
б — шатунной шейки
100


зависящего от его веса, точнее, от
веса, распределенного по
радиальному размеру.
Нет ли здесь резерва полезной
мощности для спортивного
двигателя?
Есть. Нужно уменьшить вес
маховика. Причем каждый грамм,
«снятый» на максимальном
удалении от центра маховика, полезнее
нескольких граммов, «снятых»
ближе к центру и имеющих поэтому
незначительный радиус вращения.
Ведь нам важно не просто
уменьшение веса маховика, а уменьшение
величины его момента инерции.
Однако вопрос облегчения веса
маховика не так прост.
Теоретические и экспериментальные
исследования показывают, что с
увеличением равномерности крутящего
момента (равномерности хода
двигателя), достигаемой за счет
достаточной величины .махового момента
(кинетической энергии,
накапливаемой маховиком), заметно
улучшаются условия работы двигателя и
механизмов трансмиссии.
Автомобиль лучше трогается с места,
износ его деталей вследствие
ослабления ударности нагрузки и
колебаний, сопутствующих
неравномерному ходу двигателя, уменьшается,
работа двигателя делается более
спокойной.
Нами был произведен
ориентировочный расчет размеров
маховика М-412, необходимых: для равномерной
работы двигателя при наименьших устойчивых оборотах
(холостой ход), для обеспечения нормального пуска
двигателя и трогания автомобиля с места при
наименьших оборотах и мгновенном включении сцепления.
Размеры расчетного маховика оказались меньше, чем
Рис. 29- Облегченный
маховик
101


маховика двигателя М-412, причем настолько, что на
такой маховик невозможно было бы поставить
сцепление. Значит, маховик можно было значительно
облегчить, оставив его прежние размеры. Наш новый
маховик весил всего 4 кг, вместо 8 кг, сохранив свою
прочность (рис. 29).
Предлагаемый вариант облегченного маховика
испытан в большом числе различных соревнований и на
разных двигателях, так что можно рекомендовать его
широкое применение. Единственным и безусловным
условием является динамическая балансировка
облегченного маховика, произведенная отдельно от коленчатого
вала.
КОНСТРУКЦИЯ И ПОДГОТОВКА ГОЛОВКИ БЛОКА
ЦИЛИНДРОВ
Головка блока цилиндров двигателя вместе с
цилиндром образует надпоршневую полость, в которой
осуществляются все тепловые процессы рабочего цикла.
Сложность конструкции толовки цилиндров
обусловлена множеством функций, которые она выполняет, а
гакже рядом требований, предъявляемых к ней:
обеспечение формы камеры сгорания,
способствующей улучшению процесса сгорания для достижения
максимальных значений среднего эффективного
давления;
достаточная жесткость и прочность;
возможность размещения распределительного вала;
плавность переходов и равномерность толщин
стенок для увеличения надежности при действии
механических и тепловых нагрузок;
обеспечение минимального сопротивления во
впускном и выпускном трактах;
обеспечение равномерной циркуляции охлаждающей
жидкости при более интенсивном охлаждении наиболее
горячих стенок вокруг выпускного канала;
возможность размещения в'пускного и выпускного
патрубков и другого вспомогательного оборудования.
Головка цилиндров двигателя М-412 выполнена из
алюминиевого сплава АЛ-4 с твердостью не менее
НВ-75. Хорошая теплопроводность алюминиевого спла-
102


ва предопределяет возможность форсировки двигателя,
которая связана с повышением тепловой напряженности
самой головки цилиндров и оборудования,
размещенного на ней.
Прежде чем браться за трудоемкие работы по фор-
сировке двигателя, требующие и времени и
специального оборудования, надо сначала оценить
подготовленность самих спортсменов, степень сложности
соревнований, их ранг и тактические задачи данного спортсмена
в данном соревновании.
Стандартный автомобиль М-412 — современная,
быстроходная и надежная машина, способная выдержать
нагрузки шоссейно-кольцевых гонок и ралли без особых
переделок. Поэтому начинающим спортсменам, задача
которых набраться соревновательного опыта,
отработать навыки надежного вождения автомобиля в
любых условиях, постичь секреты раллистской
«бухгалтерии», наконец, выполнить норматив очередного
спортивного разряда, можно посоветовать обратить
основное внимание на отработку вопросов надежности
двигателя и автомобиля в целом. Готовя автомобиль к
соревнованиям, необходимо выполнить в полном объеме
и с особой тщательностью регулировочные и крепежные
работы, поставить необходимое (по техническим
требованиям) и желательное оборудование. Необходимое—
это дуги безопасности, ремни безопасности,
огнетушитель, аптечку. Желательное — это защитный лист
внизу автомобиля, дополнительные фары, дополнительные
емкости под топливо для ралли. Можно посоветовать
также облегчить автомобиль за счет снятия резиновых
ковриков, клыков бамперов и т. п. и несколько
«занизить» его для шоссейно-кольцевых гонок.
Вот и вся программа-минимум для начинающих
спортсменов в деле подготовки нового или собранного
своими силами спортивного автомобиля. Повторяю,
главная задача для них — прочувствовать в полной мере
соревновательную нагрузку, научиться правильно
распределять свои силы и обязательно доходить до
финиша, независимо от того, как складывается гонка,
сколько получено штрафных очков, на сколько кругов идет
впереди лидер, на каком вы .месте. Главное, всегда
доходить до финиша!
Чувство «финишной ленточки», испытанное с самого
103


начала спортивной деятельности, окажет в дальнейшем
неоценимую услугу. У спортсмена появляется
уверенность в своих силах, умение беречь автомобиль во
время соревнований, трезво оценивать опасность и
неизбежный риск, спокойно исправлять допущенные ошибки.
Одним словом, появляется опыт, основываясь на котором,
можно ставить перед собой задачу — показывать
стабильные и высокие спортивные результаты.
Старший тренер сборной команды СССР по
авторалли, заслуженный тренер СССР, мастер спорта СССР
Роман Александрович Чертов, воспитавший всех
выдающихся гонщиков АЗЛК, всегда повторяет и начинающим,
и именитым спортсменам: «Автомобиль сам никогда не
ломается — его ломают гонщики!» Эти слова, кстати,
звучат из уст тренера и в фильме «Гонщики».
Но это не только слова — это сама жизнь.
Попробуйте проанализировать причину схода с трассы
автомобиля в любых соревнованиях. Эти причины почти
всегда одни и те же: либо водитель «перекрутил»
двигатель, либо не оценил должным образом яму на дороге,
либо немного ослабил внимание и прозевал сложный
поворот, либо что-то недоглядел при подготовке
автомобиля перед стартом.
Некоторых людей, изъявивших желание заняться
автомобильным спортом, привлекает внешняя сторона
дела — возможность покрасоваться перед знакомыми и
соседями на автомобиле со спортивными номерами на
дверцах, или с ревом полихачить по улицам города. Это
опасные люди! Опасны они своим легкомыслием,
которое может привести к самым печальным последствиям.
Примеров здесь можно было бы привести немало.
Таким людям неинтересен разговор о подготовке головки
блока цилиндров для спортивного двигателя, а нам
пора его продолжить.
Спортсменам, выполнившим первый спортивный
разряд и дошедшим до финиша нескольких соревнований
за счет надежности стандартного двигателя М-412, пора
задуматься о повышении динамики автомобиля и
доведении его максимальной скорости до 155—165 км/ч.
Первое мероприятие в этом направлении всем
хорошо известно —■ это повышение степени сжатия путем
фрезерования плоскости разъема головки цилиндров, за
счет уменьшения объема камеры сгорания.
104


В табл. 30 приведены расчетные значения степени
сжатия двигателя М-412 для различной глубины
фрезерования головки цилиндров. (Степень сжатия
стандартного двигателя М-412 = 8,8).
Таблица 30
Глубина

фрезерования, мм
Степень
1 сжатия
0,5
9,25
0,8
9,64
1,0
9,83
1,2
10,09
1.4
10,48
1.6
10,81
1,8
11,02
2,0
12,85
О выборе оптимального значения степения сжатия
уже подробно говорилось ранее и повторяться не стоит.
Лучше всего фрезеровать полностью разобранную
головку цилиндров, т. е. без всасывающего и выхлопного
патрубков, бензонасоса, распределительного вала и всей
системы газораспределения, но с закрепленной
крышкой шестерни привода распределительного вала.
Фрезеровать желательно на вертикально-фрезерном
станке, фрезой, которая всю плоскость головки по
ширине может пройти за один проход. Впрочем, годится
любая другая технология фрезерования при условии,
что чистота обработки плоскости головки будет не хуже
производимой заводом-изготовителем.
Как правило, опытный фрезеровщик проходит
плоскость головки 2 или 3 раза независимо от глубины
фрезерования, выбр анной по табл. 30. Делается это во
избежание ошибок, которые потом трудно исправить.
После закрепления головки на станке проверяется
правильность ее установки по уровню. Первый проход —
проверочный — осуществляется на меньшую глубину,
чем предполагаемая для выбранной степени сжатия.
Если после первого прохода высота головки цилиндров
по всему периметру одинакова (исходный размер
стандартной головки — 109 мм), то можно уверенно
производить окончательную обработку.
После фрезерования снимаются заусеницы и головка
тщательно очищается от стружки. Желающим
произвести подготовку головки блока цилиндров по программе-
максимум, однако рано думать о сборке головки и
постановке ее на двигатель. Надо на расточном станке
105


Рис. ЗОд.
Рис. 30,6. Обработка головки блока


произвести тонкую и сложную работу по расточке
седел для клапанов увеличенного диаметра (рис. 30).
Улучшение условий наполнения цилиндров горючей
смесью и очистки их от продуктов сгорания,
осуществят. 31. Клапаны двигателя, изготовленные из
соответствующих клапанов ГАЗ-24:
а) впускной; б) выпускной
ляемое за счет постановки увеличенных клапанов
(рис. 31), дает прибавку в мощности на 5 л. с, как
было специально замерено на испытательном стенде
Центрального института топливной аппаратуры на
стандартном двигателе М-412.
Алюминиевые головки цилиндров всех
автомобильных двигателей изготавливаются со вставными седлами
107


под клапаны из высокопрочного жаростойкого чугуна,
имеющего высокий коэффициент расширения. Чтобы
плотно и надежно посадить вставные седла в головку, ее
нагревают примерно до 170—200°С, а седла охлаждают
до температуры сухого льда —80°С.
На двигателях ГАЗ после такой сборки седла еще
обвальцовывают путем уплотнения вокруг них
материала головки. Это необходимо делать, потому что
наиболее горячим местом головки является перемычка между
гнездами седел клапанов, нагревающаяся до
температуры выше +200°С. Так как механическая прочность
алюминиевых сплавов при нагреве снижается, то плохая
посадка вставного седла может привести не только к
потере герметичности, но и к выходу из строя всей
головки.
Проточить седла клапанов под нужный размер
проще, если они отделены от головки цилиндров. Но как
после этого снова надежно запрессовать седла в голов-
ку, если уже нарушены посадочные места при выпрес-
совке? Поэтому и рекомендуется расточка седел
непосредственно в головке блока, хотя для этого .потребуются
специальные победитовые резцы и приспособления,
позволяющие растачивать седло соосно направляющей
втулке клапанов. Одновременно фаска седла
всасывающего клапана делается под углом 30° вместо 45°.
За последние годы в работах некоторых
исследователей появились сведения о том, что при жестких
клапанных пружинах, необходимых для надежной работы
форсированного двигателя на высоких оборотах,
клапанные седла высокой твердости являются причиной
отскока от седла в момент закрытия. В результате
нарушается герметичность камеры сгорания. В настоящее
время на УМЗ испытывается, в том числе и на
спортивных автомобилях, опытная партия головок цилиндров с
седлами клапанов, изготовленными из бериллиевой
бронзы, более мягкой, но не менее стойкой, чем
жаропрочный чугун. Испытания дают обнадеживающие
предварительные результаты, но окончательный вывод в
пользу таких седел сделать пока не представляется
возможным.
Для тех же целей, т. е. для улучшения наполнения
цилиндров и создания минимального сопротивления
выхлопным газам, производится обработка всасываю-
108


щёГо й выхлопного каналов головки цилиндров, а
также соответствующих патрубков. Самого материала
головки при этом снимать много не приходится, т. к.
каналы, кроме приливов для запрессовки направляющих
втулок клапанов (рис. 30), имеют достаточное
проходное сечение. Практика показала, что укороченные
направляющие втулки (рис. 30) вполне работоспособны
(не наблюдалось повышенного износа по внутреннему
диаметру, как предполагалось ранее), а каналы
головки цилиндров приобретают хорошую геометрическую
форму.
Выступающие в каналы части направляющих
втулок срезаются на сверлильном станке сверлом
диаметром 22—25 мм на малых оборотах со стороны седла
клапана. Доводка чистоты клапанов головки делается
набором шарошек, а затем наждачной лентой,
закрепленной в патрон электродрели. Аналогично
производятся работы с всасывающим и выхлопным патрубками.
Следует особо отметить, что значительные потери в
мощностных показателях двигателя появляются при
неточной стыковке каналов головки с соответствующими
патрубками. При обработке каналов головки на это
сразу надо обратить внимание, подогнать по месту все
прокладки и ликвидировать уступы за счет подгонки
патрубков, не трогая подготовленные каналы головки.
До сих пор речь шла о комплексе работ по
подготовке головки цилиндров для стандартного двигателя
М-412. Все эти работы остаются необходимыми и при
подготовке головки цилиндров для двигателя с
увеличенным рабочим объемом, но появляется необходимость
дополнительных обработок и меняется их порядок.
После установки гильз цилиндров и поршней
диаметром 92 мм стандартная головка М-412 может быть
использована лишь с частично заваренными водяными
каналами вокруг камеры сгорания во избежание
нарушения герметичности и прорывов газов в систему
охлаждения. Такая проварка голоъки цилиндров показана
на рис. 30.
Уменьшение сечения каналов охлаждающей системы
в этом случае не имеет значения, т. к. -интенсивность
циркуляции охлаждающей жидкости по-прежнему
будет лимитироваться проходным сечением отверстий
прокладки головки цилиндров.
109


Конструктивно вновь наваренный материал головки
оказывается напротив торцов гильз цилиндров и
является поэтому опорной поверхностью при зажатии го-
ловки'цилиндров на блоке. Это обстоятельство
обусловливает значительные напряжения в сварочном шве и
предъявляет особые требования к качеству
дополнительной наварки в местах соединения с основным
материалом головки.
Горький опыт нескольких испорченных головок
цилиндров и выхода из строя двигателей в ряде случаев
из-за откалывания наваренного алюминия помог нам
отработать следующую технологию.
Сначала фрезеруется плоскость головки на 2—2,5 мм,
затем провариваются водяные каналы, а после этого
проводится уже окончательное фрезерование до
глубины 3—5 мм, в зависимости от выбранной степени
сжатия.
В связи с использованием поршней с плоским
днищем зависимость степени сжатия от глубины
фрезерования для двигателя с рабочим объемом 1870 см3
меняется, по сравнению со стандартным двигателем,
следующим образом (табл. 31):
Таблица 31
1 Глубина
фрезерова-
| ния, мм
Степень
1 сжатия
2,0
8,81
2,5
9,18
3,0
9,38
3,5
9,66
4,0
10,1
4,5
10,6
5,0
10,8
5,5
11,5
Для обеспечения свободного прохождения поршнем
в. м.т, в каждой из четырех камер сгорания головки
делается коническая выточка с наружным диаметром
92 мм (рис. 30). Сделать эту выточку полностью на
фрезерном или расточном станке нельзя, т. к. на ее
пути лежит седло всасывающего клапана. Поэтому на
станке выбирается металл до тех пор, пока фреза
или резец не приблизится к седлу. Остальную работу
приходится делать вручную шарошкой. Когда работа
подходит к концу, головку надо примерить на
собранный блок цилиндров. При этом головка блока,
конечно, без всякого оборудования ставится без прокладки и
з середине слегка поджимается двумя гайками.
110


Задача первой примерки — добиться свободного
вращения коленчатого вала без следов столкновения
поршней с головкой в местах конусной проточки. Чтобы
следы столкновения, если они будут, стали более
заметны, края днища поршня можно смазать тонким
слоем нигрола или гипоидной смазки. При этой же
примерке проверяется правильность расположения и
глубины выборки на днище поршня. Если она произведена
неправильно, на выборке в поршне остается след
столкновения с седлом всасывающего клапана. Тогда
выборку надо углубить или сместить в сторону.
Как правило, ликвидация всех мест столкновений
поршня с головкой сводится к выборке металла в
районе седла всасывающего клапана и некоторого
углубления за этим седлом. Дело это трудоемкое, требует
терпения и аккуратности. Обычно такая подгонка
заканчивается после примерки головки цилиндров 10—12 раз.
Следующая примерка делается по такой же методике,
но в голов'ку предварительно ставят уже всасывающие
и выхлопные клапаны. Задача такой примерки (опять
без прокладки головки) — проверить, не упирается ли
поршень своей выборкой во всасывающий клапан в
закрытом состоянии. Если упирается, требуется
доработка выборки в поршне; если нет — можно браться за
окончательную работу над поверхностью и объемом
камеры сгорания.
Считаем само собой разумеющимся, что до
постановки кла'панов в головку они помечены по номерам
цилиндров, добросовестно притерты пастой и проверены
обычными методами на герметичность.
Головку цилиндров с собранными клапанами
проверяют на величину объема камеры сгорания, точнее, на
величину объема сегментной полости, часть которой
является камерой сгорания (свеча ввернута). Для
точного замера объема используется пластинка размером
25x25 см, толщиной 3—4 мм из оргстекла. В пластинке
делаются два отверстия диаметром 4 мм. Одно для
заливки воды, другое для выхода воздуха. Пластинка
смазывается тонким слоем солидола и плотно
прижимается к плоскости головки. Такой замер объема
исключает ошибки из-за случайного перелива воды.
В связи с доработкой конусной выточки вручную
неизбежно появится разница в объемах камеры сгора-
111


ния (будем пока так называть для простоты
изложения объем сегментной полости), иногда до 3—5 см3.
Подгонка камеры сгорания по объему производится
за счет выборки в местах технологических выступов
материала головки — между седлами клапанов и вблизи
отверстия под свечу. Эту работу можно считать
оконченной лишь в том случае, если разница в объемах не
превышает 0,5—1 см3. Теперь можно слегка «пошку-
рить» поверхность камеры сгорания для ликвидации
оставшихся рисок — потенциальных центров
детонационного горения смеси и мест отложения нагара.
Головка промывается бензином, затем водой из
шланга под напором и продувается сжатым воздухом.
Чтобы не появилась ржавчина на стержнях, тарелках и
седлах клапанов, эти места поливаются моторным мав-
лом из тонкой масленки.
Дальнейшая сборка головки сводится к установке в
нее рокерных валиков с коромыслами,
распределительного вала, наконечников клапанов и регулировке
(предварительной) зазоров между клапаном и наконечником
в пределах 0,2—0,25 мм.
Третья, окончательная примерка производится
после подготовки шестерни привода распределительного
вала со сдвинутым по фазе отверстием под штифт.
После фрезеровки головки цилиндров ось вращения
кулачкового вала располагается на величину
фрезеровки ближе к оси коленчатого вала. Из-за изменения
межосевого расстояния между валами обе ветви цепи
привода распределительного вала ослабнут, если
предположить, что метка шкива коленчатого вала и метка
распределительного вала находятся в положении,
соответствующем в. м. т. первого поршня.
Представим себе, что из этого статического
положения начинает работать двигатель, т. е. начинает
вращаться коленчатый вал. Слабина ведомой ветви цепи
компенсируется дополнительной натяжкой
промежуточной шестерни, а за счет слабины ведущей ветви
распределительный вал начнет отставать на некоторый
угол от своего нормального положения (когда метка
стоит напротив прилива в головке).
Чем больше глубина фрезерования головки, тем на
больший угол распределительный вал будет отставать
(табл. 32).
112


Таблица 32
• Глубина

фрезерования, мм
Угол
отставания

пределительного
|вала, град
0,5
0,53
0,8
0,83
1,0
Μ
1,2
1.3
1,4
1.6
1.6
1,7
2,0
2,1
3.0 4,0
3,2
4,3
5,0
5,4
Компенсировать угол отставания можно поворотом
шестерни относительно переднего фланца
распределительного вала на тот же угол против часовой стрелки.
Но как закрепить теперь шестерню, если не совпадают
на этот угол отверстия под крепежные болты ,и под
штифт?
Первоначально мы делали довольно сложную
операцию. Например, головка фрезерована на 3 мм
(степень сжатия 9,4 по табл. 31). В этом случае вся группа
отверстий на фланце распределительного вала
смещалась на произвольный (предположим 75°) угол против
часовой стрелки, выбираемый из единственного
соображения, чтобы новые отверстия не накладывались на
прежние. Отверстия на шестерне смещались тоже
против часовой стрелки, но на угол 78°. Рассуждаем далее.
Шестерня распределительного вала имеет -всего 36
зубьев, значит, шаг зуба, измеренный в градусах угла,
составляет: 360°: 36 = 10°. С другой стороны, шаг зуба
шестерни равен длине одного звена цепи привода. То
есть если бы мы имели провисание ведущей ветви
цепи, кратное длине одного звена, то выбрать слабину
можно, просто перекинув цепь по шестерне на 1, 2, 3
или другое количество зубьев, не смещая шестерню на
распределительном валу. Таким образом, в нашем
случае фактическое смещение по фазе шестерни составляет
не 78°, а 8° и вала — не 75°, а 5°. Взаимное же их
смещение составляет 8°—5° = 3°, что и требуется по
табл. 32.
Разметка смещений производилась на делительной
головке. Процедура была довольно сложной.
Приходилось для каждой степени сжатия (глубины
фрезерования головки) иметь свою шестерню. Так мы и делали,
8 Зак. 483
113


пока не нашелся простой и оригинальный способ
смещения шестерни на 5° (рис. 32).
Как видно из рисунка, смещение ближайшего
отверстия под крепежный болт (в направлении по часовой
стрелке) от шлифтового отверстия составляет 45°.
Рассверливаем его до диаметра в^'и! мм под штифт. На
фланце распределительного
вала все остается на своих
местах, Переставляя
шестерню на
распределительном валу так, чтобы штифт
попал в новое отверстие,
получаем смещение на 45°, а
фактически, исходя из
предыдущих рассуждений, на
5°, Это вполне
удовлетворяет, так как фрезерование
производится обычно на
глубину 3,5—5 мм, и при
смещении шестерни на 5°
метка распределительного
вала не выходит за пределы
прилива на головке.
Рис. 32. Ведомая звездочка
цепной передачи для головки
блока, фрезерованной
на 3,5 + 5 мм
Рис. 33. Прокладка головки
блока при диаметре
цилиндра 92 мм
114


Следствием нового способа при постановке шестерни
на вал является совпадение лишь одного из четырех
крепежных отверстий (бывшее штифтовое). Остальные
три сверлятся нужным диаметром. Таким образом, одна
такая шестерня «обслуживает» все головки и все
распределительные валы.
Новое штифтовое отверстие на шестерне лучше сразу
пометить каким-либо способом, например, выбить
рядом цифру 5 (смещение на 5°), чтобы в дальнейшем
при сборке двигателя не создавать себе лишних
«поисковых» .проблем.
Теперь имеется все необходимое для третьей,
окончательной примерки собранной головки цилиндров на
блоке. Задача этой примерки, так же как и
предыдущей, проверить, не происходит ли «встреча»
всасывающего клапана и поршня, но уже в динамике — с
присоединенной шестерней распределительного вала и
цепью.
Если двигатель проворачивается свободно без
прокладки головки, то можно гарантировать безаварийную
работу его после постановки прокладки.
Прокладку головки блока для двигателя
увеличенного литража изготавливают, используя прокладку
серийного двигателя, т. к. опыт использования медных
прокладок различной толщины (от 0,2 до 2 мм), а
также составных прокладок положительных результатов
не дал.
В стандартной прокладке на специальном
приспособлении вырубаются отверстия диаметром 94 мм. Для
металлических колец лучше брать листовую
нержавеющую сталь толщиной 0,35 + 0,4 мм, предварительно
отожженную в вакуумной среде. Окантовка отверстий
прокладки головки производится на вальцовочном
станке (рис. 33).
ОСОБЕННОСТИ МЕХАНИЗМА ГАЗОРАСПРЕДЕЛЕНИЯ
ФОРСИРОВАННОГО ДВИГАТЕЛЯ
Механизм газораспределения в автомобильном
двигателе предназначен для впуска в цилиндры свежей
горючей смеси и для выпуска отработавших газов и
должен обеспечивать наилучшие условия наполнения и очи-
8*
115


стки цилиндров, надежную работу двигателя на всех
скоростных и нагрузочных режимах, высокую
износостойкость и долговечность деталей, входящих в его
конструкцию.
В автомобильных двигателях массового
производства наибольшее применение получили клапанные
механизмы газораспределения (существуют еще
золотниковые и комбинированные). Они хотя и работают с
повышенной шумностью по сравнению с другими системами,
зато надежно уплотняют цилиндры, проще в
производстве и ремонте, удобны в эксплуатации, т. к. имеется
возможность регулировки и улучшения герметичности
благодаря притирке клапанов к седлам.
В современных советских и зарубежных двигателях
легковых автомобилей применяют верхнеклапанный
механизм газораспределения, т. е. с расположением
клапанов в головке блока над цилиндрами.
При верхнем расположении клапанов камера
сгорания получается более компактной, с относительно малой
поверхностью охлаждения, благодаря чему
уменьшаются потери теплоты в систему охлаждения, увеличивается
индикаторный коэффициент полезного действия
двигателя, становится меньше опасность возникновения
детонации, К тому же имеется возможность значительно
повысить степень сжатия, уменьшить гидравлические
сопротивления в трубопроводах, особенно при
расположении клапанов под углом к оси цилиндра (М-412). Все
это позволяет улучшить на 5—8% коэффициент
наполнения цилиндров.
К недостаткам верхнеклапанных механизмов
газораспределения относится увеличение высоты двигателя
и снижение жесткости системы при работе на
повышенных оборотах, вследствие деформации штанг и других
деталей (ГАЗ-24, М-408). Как результат этого,
зависимость высоты подъема клапанов от угла поворота
кулачков нарушается и на некоторых участках не
соответствует профилю кулачков распределительного вала. Это
приводит к ухудшению мощностных показателей.
Для устранения этого явления распределительный
вал устанавливается в головке блока цилиндров. Тем
самым значительно упрощается кинематическая связь
между кулачками и клапанами. Двигатели такого типа
обычно называются двигателями с верхним раоположе-
116


нием распределительного вала — М-412 (СССР),
BMW = 2000 (ФРГ), Ford = 427 и Pontiac = 216 (США)
и другие.
Таким образом, конструкция газораспределительного
механизма двигателя М-412 (рис. 34) выполнена по
самой современной схеме — с верхним расположением
клапанов под углом в 26° к оси цилиндра и верхним
распределительным валом.
Рис. 34. Головка цилиндров М-412
Впускной и выпускной клапаны двигателя работают
в тяжелых условиях. Поэтому они должны быть
прочными и износостойкими.
Головка впускного клапана во время работы
периодически омывается сравнительно холодным потоком
свежей горючей смеси, в связи с чем нагревается не
выше 300—400°С. Это дало возможность при
изготовлении клапанов увеличенного диаметра для
форсированного двигателя М-412 выполнить их с углом фаски
30° вместо 45°. Такая фаска хотя и снижает общую
жесткость клапана, но обеспечивает большую величину
117


площади его проходного сечения при относительно
малой высоте подъема.
Кроме того, при изготовлении указанного клапана из
впускного клапана двигателя ГАЗ-24 появляется
возможность использовать хорошо выраженную тюльпано-
образность последнего. По сравнению, с плоскими, тюль-
панообразные головки клапана имеют лучшую
обтекаемость со стороны входа потока смеси и несколько
улучшают процесс вихреобразования в цилиндре благодаря
тому, что за клапаном возникает движение потока
воздуха, повторяющее геометрическую форму впадины в
его головке. Вес впускного клапана увеличенного
размера оказался меньше (67 г), чем вес стандартного
клапана (75 г).
Выпускной клапан, омываемый горячим потоком
отработавших газов, работает при очень высокой
температуре (800—850°С) в химически агрессивной среде,
содержащей сернистые и другие компоненты. Основная
часть теплоты, воспринимаемой выпускным клапа'ном,
отводится через его седло. Из-за высокой температуры,
окисления и подгорания посадочного пояска Головкина
клапане в форсированном двигателе часто образуется
окалина. Это ухудшает теплоотдачу от клапана к
седлу, повышает его температуру и может привести к
прогоранию. Поэтому за герметичностью выпускного
клапана следует следить с особым вниманием. Проверку на
герметичность следует делать при каждом снятии
головки цилиндров, а притирку производить обязательно
после 2 —3 ралли, т. е. через каждые 15—20 тыс. км
пробега.
Выпускные клапаны увеличенного диаметра также
изготавливаются из соответствующих клапанов
двигателя ГАЗ-24 без каких-либо принципиальных изменений
формы по сравнению со стандартным выпускным
клапаном двигателя М-412. Вес такого клапана на 9 г
больше веса стандартного выпускного клапана двигателя
М-412 (77 г и 68 г).
Выбор размеров изготавливаемого выпускного
клапана обуславливается конструктивными соображениями
и рекомендованным некоторыми исследователями
отношением диаметров головок впускного и выпускного
клапанов в пределах 1,1-ί-1,2 для улучшения условий
наполнения цилиндров.
118


Для уменьшения инерционности клапанного
механизма некоторое время мы практиковали изготовление
впускных клапанов стандартного размера из легких
титановых сплавов ВТ-5 или ЗВ. Выпускные клапаны
оставались по-прежнему стальными. Газораспределительный
механизм с такой системой клапанов работал
длительное время четко и безотказно.
Клапанные пружины занимают особое
место в работе всего механизма газораспределения. К
ним предъявляются следующие требования: обеспечение
плотной посадки клапана в периоды его закрытия и
предотвращение самопроизвольного открытия клапанов;
обеспечение кинематической связи клапана с кулачком
распределительного вала на практически допустимом
скоростном режиме; отсутствие вибраций на рабочих ре-
*кимах.
В двигателе М-412 установлены «по две пружины на
каждый клапан с навивкой витков в противоположные
стороны во избежание резонанса, а также на случай
поломки одной из пружин. Такая конструкция
позволяет также избежать попадания витков поломанной
пружины между витками целой пружины, что может
вызвать поломку двигателя.
Клапанные пружины двигателя М-412 являются
высоко надежными, и случаи их поломки чрезвычайно
редки. Однако при подготовке двигателей к соревнованиям
на АЗЛК и Уфимском моторостроительном заводе
считают необходимым повысить жесткость клапанных
пружин на 15—20%, так как в режиме 6500—7000 об/мин
в двигателе появляются перебои, связанные с
нарушением четкости работы клапанного механизма.
На УМЗ это делается подбором более жестких
пружин (наружной и внутренней) из числа стандартных, а
на АЗЛК при сборке головки цилиндров под клапанные
пружины (подкладывают шайбы высотой 1,5—s— 1,6 мм.
В своей практике мы также используем шайбы.
Кроме того, имея достаточный выбор из старых и новых
пружин, подбираем их так, чтобы суммарное усилие
каждой пары (наружной и внутренней) пружин было
одинаковым во всем комплекте.
Делается это на простом приспособлении (рис. 35)
замером деформации пружины в миллиметрах при
одинаковой нагрузке (5 кг). Считаем, что подбор пру-
119


жин с одинаковой жесткостью не менее важен, чем
подгонка по весу шатунов, поршней, клапанов и других
деталей двигателя, совершающих
возвратно-поступательное движение.
Повышение жесткости клапанных пружин лреследует
одну цель: снизить влияние сил инерции, которые
зависят в первую очередь от веса деталей механизма
газораспределения.
Рис. 35. Приспособление для проверки клапанных пружин:
/ — шкала; 2 — неподвижная опора; 5, 4 — направляющие
стержни; 5 — измеряемая пружина; 6 — шарнир; 7, 8 —
рычаги; 9 — тарированный груз; 10 — подвижная опора
С этой точки зрения становится понятным внимание
к весу вновь изготовленных клапанов увеличенного
диаметра, а также к снижению веса других деталей
механизма газораспределения.
Тарелки клапанных пружин мы изготавливаем из
титанового сплава (вес 17 г) вместо стальных (вес 27г),
120


а с 1973 г. стали применять тарелки из прочного
алюминиевого сплава В95 (вес Иг).
В двигателе М-412 применяются коромысла из
прочного чугуна. Несмотря на их массивность (вес 160 г.),
при больших оборотах встречаются случаи поломки
коромысел. Изготовление коромысел в кустарных
условиях из более прочных и легких материалов, что весьма
желательно, представляет определенные трудности из-за
сложности формы и технологии обработки.
Пр.и подготовке спортивных двигателей со
средней степенью форсировки нами использовались
стандартные коромысла, при этом обороты двигателя на
промежуточных передачах не должны были превышать
6500 об/мин.
Рис- 36. Коромысла привода клапанов:
/ — стандартное чугунное коромысло; 2 — коромысло из титаио-
магниевого сплава; 3 — стальное кованое коромысло
Для ответственных всесоюзных и международных
соревнований применялись коромысла из титаново-магни-
евого сплава (вес 90 г), выпущенные в ограниченном
количестве Уфимским мотостроительным заводом (рис.
36). Такие коромысла являются составными —
наконечник, работающий в контакте с кулачком
распределительного вала и резьбовая часть по-прежнему
выполнены из чугуна и запрессованы в посадочные места.
Именно это и явилось слабым местом нестандартных
коромысел. По-видимому, из-за разных коэффициентов
линейного расширения, а также ударного характера на-
v 121


грузок, посадка запрессованного наконечника
ослабевает. Положение в некоторой степени исправляет
дополнительное крепление наконечника штифтом. Тем не
менее срок службы таких коромысел весьма невелик: они
используются для самых ответственных соревнований
всего один-два раза в год.
В 1972 г. на УМЗ была изготовлена опытная партия
стальных коромысел (рис. 36). Они при сравнительно
малом весе достаточно прочны. Поэтому, не боясь
поломки двигателя, можно развивать обороты до
7000—7500 об/мин. Но имеется и существенный
недостаток. Пара «чугунный кулачок распределительного
вала —■ стальное коромысло» работает с повышенным
трением и, следовательно, перегревом в месте контакта.
В результате появляются значительные износные
выработки на кулачке и наконечнике коромысла.
Смазывающий и охлаждающий эффект моторного масла при
существующей системе смазки оказывается недостаточным.
На рис. 37 показана измененная система смазки,
которая позволила интенсифицировать подачу масла
непосредственно в место контакта кулачка с коромыслом.
Срок службы стальных коромысел стал не меньше, чем
чугунных. Эту систему смазки можно использовать и
при стандартных чугунных коромыслах, т. к. на
практике, хотя и редко, бывают «надиры» на кулачках и
наконечниках коромысел 4-го всасывающего клапана.
Переделка системы смазки сводится к сверловке
отверстий в головке блока и в осях коромысел и перекрытию
(можно мягкими заклепками) отверстий для смазки
коромысел в средней шейке распределительного вала.
После сборки головки цилиндров следует обратить
внимание на то, чтобы виток пружины на оси
коромысла не перекрывал вновь сделанное отверстие для
смазки.
Для проверки новой системы смазки двигатель
заводят без клапанной крышки. Чтобы масло не
разбрызгивалось, используют обрезанную переднюю часть
клапанной крышки (рис. 38). Если смазка не подается на
какой-либо кулачок распределительного вала, следует
прочистить соответствующее отверстие тонкой
проволокой.
Фазы газораспределения (форма кулачка
распределительного вала) выбираются для каждого двигателя
122


Рис. 37. Схема смазки головки блока:
а — серийного двигателя; б — спортивного двигателя; / — канал
подвода масла из блока в головку; 2 — распределительный вал;
$ — ось коромысел выпускных клапанов; 4 — ось коромысел
впускных клапанов; 5 — коромысло; 6 — отверстие для смазки
кулачка; 7 — канал подвода масла к средней опоре
распределительного вала; 8 — отверстие для смазки втулки коромысла; 9 —
заглушка канала подвода масла внутрь распределительного вала;
10 _ отверстие-жиклер, направляющее струю масла па кулачок;
11 — дополнительный канал подвода масла в ось коромысел
впускных клапанов
123


Рис. 38. Измененная система смазки контакта
кулачок-коромысло в действии
в зависимости от числа оборотов коленчатого вала.
Обычно высокооборотные двигатели имеют сильно
развитые фазы газораспределения. С увеличением числа
оборотов возрастает скорость движения газов в
трубопроводах и соответственно увеличивается инерция
газового потока, которая используется для улучшения
наполнения цилиндров горючей смесью и для лучшей
очистки цилиндров от отработавших газов.
Для более полной очистки цилиндров и уменьшения
противодавления на поршень при вытеснении им
отработавших газов выпускной клапан открывается
значительно раньше, чем поршень достигнет н. м. т.
Таблица 33
Фазы газораспределения
Модель
автомобиля
М-408
М-412
М-412-спорт
ГАЗ-24
ВАЗ-2101
ВАЗ-2101-спорт
Ford
1 Renault-17 TS
Впуск

открытие

клапана до
в. м. т.
21°
30°
50°
12°
12°
52°
27°
40°

закрытие

клапана
после
н.м. т.
55°
72°
86°
60°
40°
88°
65°
72°

продол-
жи-
тель-
HOCTbi
256°
282°
316°
252°
232°
320°
272°
292е |
| Выпуск

открытие

клапана до
н. м. т.
57°
72°
86°
54°
42°
84°
65° 1
72е

закрытие

клапана
после
'в. м. т.
19°
1 зо°
50°
18° 1
10°
46°
27°
40° 1

продол-
жи-
тель-
ность
256°
282°
316°
252°
232°
320°
272°
292° |


крытие

клапанов
40°
60°
100°
30°
22°
98°
54°
80° I
124


У двигателя М-412 угол опережения открытия
выпускного калапана составляет 30° угла поворота
коленчатого вала (табл. 33).' Как видно, это опережение
больше, чем у двигателей ГАЗ-24, М-408 и других, но
меньше, чем у двигателей ВАЗ-2101-спорт и Renault
17 TS.
Улучшение наполнения цилиндров горючей смесью
обеспечивается открытием впускного клапана также
с некоторым опережением (таб. 33). Закрытие
выпускного клапана происходит с
запаздыванием, после прохождения
поршнем н. м.т., уже во время
такта сжатия. В этот период
давление в цилиндре все еще
значительно ниже давления во
впускном трубопроводе, несмотря на
начавшееся движение поршня
вверх. Наполнение цилиндра
горючей смесью прекращается
только после выравнивания этих
давлений, которое наступает тем
позже, чем больше число
оборотов коленчатого вала.
Таким образом,
продолжительность открытия клапанов
может составлять 282°, а период
одновременного открытия
впускного и впускного клапана
(перекрытие клапанов) достигает 60°.
При больших числах оборотов теля
отработавшие газы не попадают
во впускной трубопровод, а свежий заряд горючей
смеси — в выпускной, так как потоки их имеют разное
направление.
При малых же оборотах коленчатого вала подобные
явления могут иметь место в период перекрытия
клапанов. Поэтому выбор фаз газораспределения
проверяется экспериментально, в зависимости от назначения
двигателя.
Известный ленинградский конструктор гоночных
автомобилей А. Капустин предложил вариант фаз
газораспределения для форсированного двигателя М-412
(рис. 39 и табл. 34).
Рис. 39. Профиль
кулачка распределительного
вала М-412:
а) спортивного
двигателя; б) серийного двига-
125


Таблица 34
Углы поворота и величины подъема кулачков

Выпуск
1
81°
82
83
84
85
86
87
88
89
90
91
92
93
94
95
96
97
98
99
100
1
Подъем,
мм
2
0,0015
0,0115
0,0215
0,0315
0,0415
0,0515
0,0615
0.0715
0,0815
0,0915
0,1015
0,1115
0,1215
0,1315
0,1415
0,1515
0,1615
0,1715
0,1815
0,1915
1
Впуск
3 I
279°
278
277
276
275
274
273
272
271
270
269
268
267
266
265
264
263
262
261
260

Выпуск
4
121°
122
123
124
125
126
127
128
129
130
131
132
133
134
135
136
137
138
139
140
Подъем,
мм
5
2,0321
2,1822
2,3327
2,4816
2,6295
2,7760
2,9210
4.0645
3,2063
3,3464
3,4848
3,6214
3,7661
3,8889
4,0197
4,1485
4,2752
4,3997
4,5220
4,6420
Впуск
6 '
239°
238
237
236
235
234
233
232
231
230
229
228
227
226
225
224
223
222
221
220

Выпуск
7
161°
162
163
164
165
166
167
168
169
170
171
172
173
174
175
176
177
178
179
180
Подъем
мм
8
6,5301
6,5851
6,6365
6,6846
6,7290
6,7698
6,8070
6,8405
6,8703
6,8963
6,9185
6,9369
6,9514
6,9620
6,9687
6,9715
6,9715
6,9715
6,9715
6,9715
Впуск
9
199°
198
197
196
195
194
193
192
191
190
189
188
187
186
185
184
183
182
181
180

Выпуск
1
1 10
201°
202
203
204
205
206
207
208
209
210
211
212
213
214
215
216
217
218
219
220

Подъем, мм
Η
6,8499
6,8167
6,7795
6,7383
6,6931
6,6439
6,5907
6,5335
6,4723
6,4071
6,3379
6,2647
6,1875
6,1063
6,0211
5,9319
5,8387
5,7415
5,6403
5,5351
Впуск
12 |
159°
158
157
156
155
154
153
152
151
150
149
148
147
146
145
144
143
142
141
140

Выпуск
' 13
241°
242
243
244
245
246
247
248
249
250
251
252
253
254
255
256
257
258
259
260
1

Подъем, мм
14
2,4206
2,2328
2,0422
1,8490
1,6533
1,4552
1,2551
1,0541
0,8544
0,6574
0,4694
0,3244
0,2394
0,1994
0,1794
0.1674
|0,1574
! 0,1474
0,1374
0,1274
Впуск
15
119°
118
117
116
115
114
ИЗ
112
111
ПО
109
108
107
106
105
104
103
102
101
1 100


Продолжение
1
101
102
103
104
105
106
107
108
109
ПО
111
112
ИЗ
114
115
116
117
118
119
120
2
0,2015
0,2115
0,2220
0,2330
0,2448
0,2596
0,2820
0,3256
0,3930
0,4826
0,5910
0,7146
0,8486
0,9886
1,1326
1,2795
1,4285
1,5788
1,7298
1,8810
3
259
258
257
256
255
254
253
252
251
250
249
248
247
246
245
244
243
242
241
240
4
141
142
143
144
145
146
147
148
149
150
151
152
153
154
155
156
157
158
159
160
5
4,7597
4,8750
4,9878
5,0981
5,2058
5,3109
5,4133
5,5129
5,6097
5,7036
5,7946
5,8826
5,9675
6,0493
6,1279
6,2033
6,2754
6,3442
6,4096
6,4716
6
219
218
217
216
215
214
213
212
211
210
209
208
207
206
205
204
203
202
201
200
7
181
182
183
184
185
186
187
188
189
190
191
192
193
194
195
196
197
1 198
199
200
8
6,9715
6,9715
6,9715
6,9715
6,9715
6,9715
6,9715
6,9715
6,9715
6,9715
6,9715
6,9715
6,9715
6,9703
6,9651
6,9559
6,9427
6,9255
6,9043
6,8791
I
9
179
178
177
176
175
174
173
172
171
170
169
168
167
166
165
164
163
162
161
160
10
221
222
223
224
225
226
227
228
229
230
231
232
233
234
235
236
237
238
239
240
11
5,4259
5,3127
5,1855
5,0743
4,9491
4,8199
4,6867
4,5995
4,4084
4,2634
4,1105
3,9617
3,8051
3,6447
3,4806
3,3125
3,1408
2,9656
2,7871
2,6054
12
139
138
137
136
135
134
133
132
131
130
129
128
127
126
125
124
123
122
121
120 |
13
261
262
263
264
265
266
267
268
269
270
271
272
14
0,1174
0,1074
0,0974
0,0874
0,0774
0,0674
0,0574
0,0474
0,0374
0,0274
0,0174
0,074
15
99
98
97
96
95
94
93
92
91
90
89
88


Распределительный вал с измененным профилем
кулачка был изготовлен и испытан на стенде Ижевского
автозавода на серийном двигателе. Полученные
внешние скоростные характеристики двигателя представлены
на рис. 40.
Рис. 40. Скоростные характеристики двигателя М-412:
/ — фазы газораспределения расширены; степень сжатия 8,8;
2 — фазы газораспределения расширены, увеличены жиклёры;
3 — серийный двигатель
Из анализа полученных характеристик видно, что
просто замена распределительного вала в серийном
двигателе дает отрицательный эффект — снижается
мощность двигателя в среднем на 5—7 л. с. Лишь только
после того, как были увеличены главные жиклеры
карбюратора на 20% и под пружины клапанов подложены
описанные выше шайбы, мощность двигателя возросла
до 77 л. с, а число оборотов при устойчивой работе
удалось поднять до 6700 об/мин.
128


Характерной особенностью двигателя с
расширенными фазами газораспределения явился тот факт, что
мощность его практически не уменьшилась в диапазоне
оборотов 5500—6700 об/мин. И это при стандартной
степени сжатия, равной 8,8! Все это говорит в пользу
изменения профиля кулачка распределительного вала.
Система питания форсированного двигателя
Система питания форсированного двигателя должна
обеспечивать повышение мощностных показателей,
автоматическое поддерживание необходимого состава
смеси на всех режимах работы, минимальную
инерционность топливо-воздушной смеси при быстро
меняющихся нагрузках двигателя, т. е. приемистость и высокую
надежность. Особое значение имеют воздухофильтры,
впускные трубы и карбюраторы.
Впускная труба форсированного двигателя должна
иметь минимальное сопротивление потоку горячей
смеси. Значит, проходные сечения должны быть
достаточно широкими, крутые перегибы — отсутствовать.
Конструкция впускной трубы должна обеспечивать
равномерное распределение смеси по цилиндрам.
Обычно впускная труба форсированного двигателя
не имеет подогрева. Это увеличивает весовой заряд
воздуха, что способствует улучшению наполнения.
При необходимости применения воздухофильтра он
должен обладать минимальным сопротивлением при
высокой степени очистки воздуха. Этому требованию в
наибольшей степени отвечает бумажный элемент
воздухофильтра двигателя ВАЗ-2101.
Для уменьшения сопротивления впускного тракта
весьма целесообразно применение двух- и четырехкамер-
ных карбюраторов, которые наша промышленность
выпускает в довольно большом ассортименте. В табл. 35
показаны наиболее распространенные многокамерные
карбюраторы и приведены их основные
регулировочные данные. Карбюраторы форсированного двигателя
должны быть отрегулированы на обогащенную рабочую
смесь для получения максимальной мощности и в целях
снижения температуры в камере сгорания.
Вертикальные двухкамерные карбюраторы типа
К-126 устанавливаются на серийную впускную трубу
9 Зак. 483
129


Таблица 35
Регулировочные данные карбюраторов
Обозначение
карбюратора
К-126
К-126Б
К-126Н
К-126П
К-126Г
К-84М
К-88
К-89
2101
2103
К-П4
Открытие
дроссельных
заслонок
Параллел.
»
Последов.
»
»
Параллел.
»
»
Последов.
»
»
Диаметр
смесительных
камер, мм
пер.
втор.
33X2
34X2
28 | 32
32 X 2
32X2
32X2
36X2
39X2
32X2
32X2
32X2 ι 33X2
Диаметр
диффузора, мм
пер. | втор.
27X2
27X2
21 1 23
22 1 25
24 X 2
26X2 1
29 X 2
31 X 2
23
23
25X2
23
24
25 X 2
Главный
топливный жиклер.
Производительность в
см3/м!ин, или
диаметр отверстия, мм
пер. 1 втор.
290X2
340X2
185
175
240
250
150
280
250 Х2
300 Х2
300X2
1,35
1,35
335X2
1,25 |
1,40
365 X 2
Главный
воздушный жиклер.
Производительность в
см3/мин, или диа-
'иетр отверстия, мм
пер. 1 втор.
1,5x2
0,8 X 2
1,1X2
2,0 1 1,0
1,0 1 1,4
165 X 2
105 X 2
105 X 2 1
1,70
1,70
200X2
1,90
1,90
200 X 2


двигателя М-412. Карбюраторы этого типа имеют
наибольшее количество модификаций, но для
форсированного двигателя предпочтительным является карбюратор
К-126Г, обладающий достаточными проходными
сечениями диффузоров и смесительных камер, надежный и
простой в обращении.
К числу недостатков этого карбюратора следует
отнести неудачное расположение главных топливных
жиклеров. Они значительно удалены от оси симметрии
поплавковой камеры и расположены недостаточно
глубоко от верхнего уровня топлива. Подвеска поплавка у
правой стенки поплавковой камеры вызывает запирание
топливного клапана на затяжных правых виражах, что
приводит к оголению главного топливного жиклера
первичной камеры.
В карбюраторе К-126Н подвеска поплавка выполнена
у левой стенки поплавковой камеры. В этом случае
на длительном левом вираже оголяется главный
топливный жиклер вторичной камеры и, кроме того,
отверстие, питающее эконостат.
На шоссейно-кольцевых гонках очень хорошо
зарекомендовали себя карбюраторы К-84, К84М и К-88. Эти
карбюраторы имеют минимальное сопротивление бензо-
воздушного тракта, что обеспечивает хорошее
наполнение двигателя на высоких оборотах и устойчивую
работу в условиях затяжных виражей, достаточно надежны
и просты в обращении. Недостатком этих карбюраторов
является довольно часто встречающиеся случаи
поломки поплавков (латунный поплавок поэтому
рекомендуется заменить пластмассовым).
Дроссельные заслонки карбюраторов К-84, К-84М,
К-88 собраны на одной оси, расположенной
перпендикулярно оси коленчатого вала двигателя, что несколько
ухудшает распределение смеси по цилиндрам на
частичных открытиях дроссельной заслонки.
Так как эти карбюраторы предназначены на V-об-
разные двигатели большого литража, впрыск топлива
ускорительным насосом производится одновременно в
обе камеры. Количество впрыскиваемого топлива
20 см3/Ю ходов, что примерно в 2 раза превышает
потребность форсированного двигателя с рабочим
объемом 1,5 -г 1,9 литра. Для уменьшения количества
впрыскиваемого топлива можно рекомендовать 2 сквозных
9*
131


Рис. 41. Установка четырехкамерного карбюратора К-П4
отверстия диаметром 0,7 ч-0,8 мм в поршне
ускорительного насоса. Завышенные проходные сечения этих
карбюраторов, как правило, требуют увеличения
производительности главных топливных жиклеров или любого
из них, т. к. смесь поступает из двух камер в общую
полость впускной трубы.
Карбюраторы 2101 и 2103 успешно прошли
испытания как в шоссейно-кольцевых гонках, так и в ралли.
Эти карбюраторы обеспечивают высокие динамические
качества автомобиля и надежно работают в условиях
длительных правых и левых виражей. При установке
карбюраторов на форсированные двигатели следует
увеличить диффузоры путем их расточки до 24—25 мм с
последующим подбором регулировки жиклеров, а
диаметр отверстия форсунки ускорительного насоса
следует увеличить до 0,55 -ь 0,60 мм.
Хорошие результаты дает применение на
форсированных двигателях четырехкамерного карбюратора К-П4
(р**с. 41). В чемпионате СССР 1972 г. по ралли на авто-
Ш


мобилях, занявших 1иЗме-
сто в 4 группе, были
установлены карбюраторы К-114.
Этот карбюратор
улучшает распределение смеси
и увеличивает наполнение
цилиндров двигателя,
исключая перекрытие тактов
впуска. К-114 представляет
собой два двухкамерных
карбюратора с
последовательным открытием
дроссельных заслонок, имеющих
общий корпус,
Чтобы установить на
двигатель четырехкамерный
карбюратор К-114,
требуется переделка серийной в'пу-
скной трубы. Для этого
нужно вскрыть впускную трубу
таким образом, чтобы
можно было поставить и
заварить перемычку между
каналами, соединяющую
внутренние (2-й и 3-й) и
наружные (1-й и 4-й)
цилиндры. В перемычке
рекомендуется сделать
уравнительное отверстие
диаметром 10—12 мм. После
этого приваривается
заранее заготовленный новый
фланец, высота которого
должна быть ,не менее
45—50 мм.
В этом фланце
отверстия (диаметром 33 мм)
должны быть направлены
под углом к центрам
каналов впускной трубы.
Карбюратор устанавливается
первичными камерами вперед,
располагаются перпендикуля
Рис. 42. Схемы впускных
коллекторов спортивного
двигателя М-412:
/ — коллектор для установки
карбюратора К-114; 2 —
коллектор для установки двух
горизонтальных карбюраторов;
3 — коллектор для установки
двух двухкамерных
карбюраторов ВАЗ 2101/03
>си дроссельных заслонок
но оси коленчатого вала.
133


На АЗЛК проводились испытания двигателя с двумя
горизонтальными однокамерными карбюраторами типа
«Stromberg» с постоянным разрежением у распылителя
и центральной поплавковой камерой, Управление
золотника автоматическое, в зависимости от угла
открытия дроссельной заслонки и числа оборотов коленчатого
вала. Применение таких карбюраторов позволяет
уменьшить количество переключений передач, так как
при низких оборотах двигателя и полностью открытой
дроссельной заслонке золотник перекрывает часть
сечения диффузора и поддерживает высокую скорость
проходящего воздуха. Поэтому карбюраторы с постоянным
разрежением у распылителя называют также
карбюраторами с постоянной скоростью в диффузоре или с
переменным диффузором. Карбюраторы устанавливаются в
середине 1-го и 2-го, а также 3-го и 4-го цилиндров на
расстоянии примерно 150 мм от плоскости головки
двигателя. Впускная труба может быть выполнена из двух
отдельных симметричных патрубков, соединенных
между собой трубкой сечением 12-ь18 мм.
Аналогичная система была установлена на гоночном
автомобиле «Ленинград-2» и проверена в условиях шос-
сейно-кольцевых гонок. Результаты были получены
самые обнадеживающие. Система из двух горизонтальных
двухкамерных карбюраторов типа «\Veber» была
установлена на АЗЛК на двигатель М-412 с увеличенными
впускными и выпускными клапанами. При этом удалось
получить максимальную мощность 90 л. с. Эти
карбюраторы ■— с параллельным открытием дроссельных
заслонок и поплавковой камерой, расположенной сверху
между горловинами. Диаметры диффузоров — 28 мм,
смесительных камер — 40 мм.
Следует также рассмотреть установку на двигатель
М-412 четырех горизонтальных однокамерных
карбюраторов К-194, какие (правда, в ограниченном
количестве) выпускает Ленинградский карбюраторный завод.
Эти карбюраторы с плоским дросселем, дозирующей
иглой и центральной поплавковой камерой и
поплавковым механизмом, снабженным рычажным устройством.
Диаметр диффузоров 30 и 32 мм. Они предназначены
для установки на гоночные мотоциклы, но с успехом
могут быть применены на форсированном автомобильном
двигателе.
134


Рис. 43. Система двух карбюраторов ВАЗ-2101
Установка четырех однокамерных горизонтальных
карбюраторов не требует сложных впускных патрубков.
Их обычно точат на токарном станке в форме катушки.
Остается только сделать конфигурации фланца головки
и карбюраторов.
Карбюраторы снабжаются сменными
расширяющимися воздухозаборниками (насадками), уменьшающими
вКхреобразование на входе и позволяющими подбирать
длину впускного тракта двигателя с целью
оптимального использования колебаний потока горючей смеси
для (повышения коэффициента наполнения. Как
показывает опыт, для форсированного двигателя с рабочим
объемом 1,5 -г 1,9 л длина впускного тракта должна
быть 250—300 мм.
Лучшие результаты может дать система питания,
состоящая 1из двух карбюраторов 2101 (рис. 43).
Карбюратор 2101 вертикальный, двухкамерный с
последовательным открытием дроссельных заслонок. Главные
топливные жиклеры приближены к оси симметрии
поплавковой камеры, что обеспечивает хорошую работу
двигателя на затяжных виражах. Подвеска поплавка у
передней стенки поплавковой камеры предотвращает
значительное изменение уровня при отливах топлива на
виражах. Большие проходные сечения главных
воздушных и топливных жиклеров, а также распылителя, по-
135


Рис. 44. Система двух карбюраторов 2Э-16 с горизонтальным
потоком смеси
зволяют карбюратору быстро реагировать на изменение
нагрузки двигателя. Карбюратор снабжен
ускорительным насосом диафрагменного типа, производительность
которого 3—4см3/10 ходов. Этого для форсированного
двигателя явно недостаточно, даже при установке двух
карбюраторов. При плавном открытии дроссельных
заслонок производительность значительно меньше, так
как ускорительный насос снабжен перепускным
жиклером диаметром 0,45 мм. Так же, как и при установке
одного карбюратора на серийную впускную трубу,
следует увеличить диаметр форсунки ускорительного
насоса до 0,55 мм, что увеличит производительность
примерно в 1,5 раза. Карбюратор не имеет привода к
вакуум-корректору. Для этой цели .можно использовать
трубку отсоса картерных газов.
В ЦНИТА был разработан горизонтальный
двухкамерный карбюратор с постоянным разрежением в
диффузорах — 2Э-16, предназначенный для
форсированных спортивных двигателей (рис. 44). Опытная серия
этих карбюраторов в настоящее время проходит
испытания на форсированных двигателях М-412 и ГАЗ-24.
Установка этих карбюраторов на двигатели
потребовала проектирования и изготовления специальных
впускных труб.
136


На каждой горловине карбюратора 2Э-16
установлена отдельная центральная поплавковая камера.
Регулировка состава смеси осуществляется (отверткой)
путем изменения положения дозирующей иглы в
распылителе. Открытие дроссельных заслонок — параллельное.
Заслонки крепятся к одной оси, расположенной
параллельно оси коленчатого вала двигателя.
Таблица 36
Основные регулировочные данные карбюратора 2Э-16
Диаметр диффузора
Диаметр смесительной камеры
Диаметр золотника
Вес золотника
Жесткость пружины золотника
Ход золотника
Диаметр дозирующей иглы
Конусность дозирующей иглы
Диаметр распылителя
Диамегр венчика распылителя
32 X 2
32X2
35 X 2
100 г
0,002 кг/мм
24 мм
2,5 — 0,01 Г
1 : 50
2,5 -т-0,01
5,6 + 0,058
Регулировка и облуживание
карбюраторов
Регулировка карбюраторов для форсированных
двигателей осуществляется в основном путем
изменения проходных сечений главных топливных
жиклеров.
Некоторые карбюраторы снабжены главными
жиклерами изменяемого сечения с иглой для ручной
регулировки состава смеси. Если конструкция карбюратора
не позволяет применение регулировочной иглы, следует
иметь набор главных топливных жиклеров разной
производительности.
Для изготовления жиклеров нужен набор сверл от
0,5 до 2 мм с интервалом 0,05 мм. Необходимый
размер можно получить путем травления или шлифовки
сверла несколько большего диаметра. Удобно доводить
жиклеры до нужного диаметра разверткой «кализва-
ром», который легко может быть изготовлен путем
шлифовки четырехгранного надфиля. На рис. 46 приведена
137


Рис. 45. Продольный разрез карбюратора 2Э-16:
/ — крышка; 2 — регулировочный винт; 3 — диафрагма; 4 —
корпус; 5 — дозирующая игла; 6 — пружина; 7 — венчик
распылителя; 8 — распылитель; 9 — игла топливного клапана;
10 — поплавок; // — главный жиклер; 12—жиклер холостого
хода; 13 — дроссельная заслонка
номограмма подбора диаметра отверстия жиклера для
получения нужной производительности (см3/мин).
Оптимальная регулировка карбюраторов, как
правило, подбирается на дороге. При этом необходимо
пользоваться тахометром. Если автомобиль не оборудован
тахометром, можно пользоваться секундомером (1 км
с места). Качество регулировки можно определить, в
.138


крайнем случае, по состоянию свечей, определяемому
визуальным осмотром, если их калильное число
соответствует степени форсировки двигателя.
При обслуживании карбюраторов
особое внимание следует уделять состоянию
поплавкового механизма, топливному
клапану, форсунке ускорительного насоса,
фильтрующему элементу и жиклеру
холостого хода. Как правило, могут засоряться
только те отверстия дозирующих систем,
диаметр которых меньше 0,6 мм, т. е.
форсунка ускорительного насоса и жиклер
холостого хода. При длительной
эксплуатации возможно засмоление воздушных
жиклеров. В этом случае их следует промыть
в ацетоне.
Аппаратура впрыска
топлива с электронным
управлением (АВТЭ)
Применение АВТЭ на спортивных
двигателях вместо карбюраторной системы
питания позволяет увеличить
максимальную мощность на 10—15% (главным
образом за счет увеличения коэффициента
наполнения цилиндров), крутящий момент,
устойчивость работы двигателя при тряске,
вибрациях, больших кренах, виражах и в
условиях ускорений автомобиля. Однако
для применения АВТЭ необходимо
изменить конструкцию впускной системы.
В настоящее время как в Советском
Союзе, так и за рубежом проводятся
интенсивные работы по созданию систем
впрыска топлива различных типов.
Дозирующим органом АВТЭ является
электромагнитная форсунка,
представляющая собой клапан, который приводится в
действие быстродействующим
электромагнитом.
Дозирование топлива электромагнитной форсункой
осуществляется путем изменения времени открытого со-
Рис· 46.
Номограмма
зависимости

производительности
жиклера от
диаметра

либровочного отверстия
139


стояния ее клапана, т. е. путем изменения
продолжительности импульсов тока, поступающих на обмотку
электромагнита. Ход клапана, сечение жиклера, а
также давление топлива, подводимого к форсунке, в
процессе работы остаются неизмененными. Таким образом,
продолжительность поступающих на обмотку
электромагнита форсунки импульсов однозначно определяет
цикловую подачу топлива.
Электромагнитные форсунки в количестве, равном
числу цилиндров двигателя, устанавливаются на
впускном трубопроводе так, чтобы топливо, впрыскиваемое
форсункой, попадало в зону впускного клапана
соответствующего цилиндра.
Впрыск топлива может производиться как в
соответствии с порядком работы цилиндров двигателя, так и
всеми форсунками одновременно — один раз за полный
цикл работы двигателя. Такой способ подачи
позволяет упростить аппаратуру и повысить ее надежность.
При этом показатели двигателя практически не
изменяются по сравнению с фазным впрыском.
АВТЭ состоит из системы подачи топлива и системы
управления подачей топлива. Топливо из топливного
бака через топливозаборник по трубопроводу поступает
на вход шестеренчатого или роторного бензонасоса,
который приводится в действие электродвигателем. С
выхода бензонасоса топливо под давлением поступает в
распределительные магистрали и затем к
электромагнитным форсункам. Давление топлива
поддерживается постоянным при помощи редукционного клапана,,
смонтированного в одном корпусе с топливозаборником.
Визуальный контроль за давлением топлива
осуществляется посредством манометра, установленного на
щитке приборов в кабине водителя. Избыточное топливо
магистрали по трубопроводу возвращается обратно в
топливный бак.
Импульсы тока переменной продолжительности,
необходимые для срабатывания электромагнитных
форсунок, формируются специальным устройством на
полупроводниках. Цикловая подача топлива
(продолжительность импульсов тока) зависит от числа оборотов
двигателя, величины разрежения во впускном трубопроводег
величины атмосферного давления (высоты над уровнем
моря).
140


Основным параметром, по которому производится
регулировка состава смеси (продолжительность
импульсов тока), является разряжение во впускном
трубопроводе.
Датчик разряжения состоит из резинового сильфо-
на и пружины. Электрическим чувствительным
элементом датчика разряжения является импульсный
трансформатор с переменным сопротивлением
магнитной цепи.
Датчик оборотов механически связан с
распределительным валом. Контакты его прерывателя совершают
одно размыкание и одно смыкание за один оборот
распределительного вала. Таким образом, при помощи
датчика оборотов осуществляется синхронизация работы
АВТЭ с работой двигателя. Момент начала подачи
топлива, т. е. момент поступления импульсов тока на
обмотки электромагнитных форсунок, определяется
моментом размыкания контактов прерывателя датчика
оборотов.
Кроме того, при работе двигателя можно
регулировать состав рабочей смеси плавно или скачкообразно
вручную корректорам. Опыт применения АВТЭ как в
ралли, так и в шоссейно-кольцевых гонках показал
самые хорошие результаты.
Система зажигания
Применяемая на двигателе «Москвич-412» система
зажигания в целом вполне пригодна и для спортивного
двигателя. Однако прерыватель-распределитель иногда
ломается из-за неудачной конструкции его привода: он
приводится во вращение от переднего конца
коленчатого вала с помощью пары винтовых шестерен. Передний
же участок коленчатого вала в наибольшей степени
подвержен крутильным колебаниям. Это является, по-
видимому, основной причиной повышенного износа
ведомой шестерни винтовой передачи.
Появляющийся при этом увеличенный зазор в
зацеплении шестерен привода вызывает неравномерное
вращение приводного валика и кулачковой муфты и
создает дополнительные динамические нагрузки на опоры
валика распределителя, что приводит к
преждевременному износу втулок. В этом случае кулачковая муфта при
141


вращении занимает различное положение относительно
оси, на которой находится рычажок подвижного
контакта, иными словами, в процессе работы изменяется
установленный зазор и момент размыкания контактов.
Причем зазор между контактами может быть различным в
период одного поворота кулачковой муфты. Таким
образом, в каждом цилиндре
«появляется свой» угол
опережения зажигания.
Положение усугубляется еще и
тем,что распределитель
вращается с половинной
скоростью вращения коленчатого
вала и его ошибки
«удваиваются» двигателем.
При подготовке к
соревнованиям следует
тщательно проверить систему
зажигания, обратив особое
внимание «а радиальный люфт
кулачковой муфты и
стабильность величины зазора
между контактами
прерывателя при набегании на
рычажок подвижного
контакта всех кулачков. При
проверке на специальном
стенде
прерыватель-распределитель должен
обеспечивать стабильное искрооб-
Рис. 47. Схема устройства
прерывателя модели GT фирмы
S.E.V. Marshall:
1 — пластинчатая пружина;
2 — шток вакуум-корректора;
3 —· неподвижный контакт;
4 — пятка рычажка; 5 —
рычажок подвижного
контакта; б — кулачок; 7 —
центрирующая втулка кассеты
прерывателя
разование до 7200—7500
об/мин, приведенных »к числам оборотов коленчатого
вала.
Для повышения надежности работы прерывателя
можно использовать конструкцию, разработанную
французской фирмой S.E.V. Marshall, применяемую на
модели GT (рис. 47).
Диск прерывателя, на котором устанавливаются
контакты, заменяется специальной кассетой 1, посаженной
на кулачковую муфту 2 и прижатой внутренней
поверхностью центрирующей втулки 3 к кулачкам. Кассета в
этом случае не имеет связи с корпусом, а от вращения
удерживается штоком 4 вакуум-корректора. Пружина
142


5 поджимает кассету к кулачковой муфте в одном
постоянном направлении, ось рычажка 6 и неподвижный
контакт 7 повторяют в точности те же радиальные коле-^
бания, что и муфта по причине неточного
центрирования в изношенных втулках корпуса
прерывателя-распределителя. Таким образом, кулачок 8 и кассета / тесно
связаны между собой, что обеспечивает точный разрыв
контактов прерывателя в определенной точке профиля
кулачка и устраняет рассеяние момента зажигания по
цилиндрам двигателя из-за зазоров во втулках
корпуса.
Все сказанное по поводу работы прерывателя имеет
место и при применении транзисторной системы
зажигания с коммутатором ТК-Ю2, выпуск которой освоен
промышленностью. Отечественная
полупроводниковая система зажигания имеет также механический
прерыватель, но его контакты разгружены от тока
цепи первичной обмотки катушки зажигания, что
практически полностью ликвидирует окисление и эрро-
зию контактов.
Благодаря увеличенной силе рабочего тока
первичной цепи, включение и выключение которой
производятся транзистором, напряжение во вторичной цепи на 25%
выше, чем у обычной системы зажигания, а энергия иск-
рового разряда увеличена.
Наиболее целесообразно транзисторную систему
зажигания применить на двигателе с высокой степенью
сжатия, подготовленным для кольцевых гонок. Высокие
параметры данной системы обеспечат надежную и
бесперебойную длительную работу двигателя при высоких
числах оборотов. Особое внимание следует обратить
на то, что с коммутатором ТК-102 обязательно
применение катушки высокого напряжения Б-114. Если
использовать катушки других моделей, где обмотки
соединены между собой, то ток высокого напряжения,
пройдя по первичной цепи, выведет из строя коммутатор.
Для увеличения продолжительности периода
замкнутого состояния контактов прерывателя, что позволит
току первичной цепи достигнуть номинальных значений,
можно использовать систему с двумя прерывателями,
где каждый кулачок имеет только по два выступа. Две
катушки зажигания позволяют устранить распределитель,
так как в одном из цилиндров каждой пары искра
143*


проскакивает в конце такта выхлопа. Можно
рекомендовать также установку дополнительной пружины на
молоточек прерывателя, что обеспечит большую
надежность работы при высоких числах оборотов. Особое
внимание следует обратить на подбор свечей, которые
должны выдерживать длительное время высокую
температуру без перегрева.
При высокой степени форсировки выбор свечей
следует производить, руководствуясь табл. 37.
Таблица 37
Тепловые характеристики свечей зарубежного производства

Калильное число
200
220
240
260
280
300
Bosch
(ФРГ)
W200T2
W225T2
W240T2
W260T2
W280T2
W300T2
Pal
(ЧССР)
14—7
14-7
14—8
14—8
14—9
14—9
Champion
(США-
Англия)
Ι Ν—5Υ
Ν—4Υ
Ν—3Υ
Ν—3Υ
Ν—60Υ
N—61Υ
МагеШ
(Италия)
CW7L
CW7L
CW8L
CW8L
CW9L
CW9L
NGK
(Япония)
B6ES
B7ES
B8ES
B8ES
B9ES
B10ES
Система смазки и охлаждения
Смазка предназначена для уменьшения в двигателе
потерь на трение, охлаждения трущихся поверхностей
и удаления с них продуктов износа. Смазка, кроме
того, улучшает уплотнение поршневыми кольцами вну-
трицилиндровюго пространства и предохраняет детали
двигателя от коррозии.
В большинстве двигателей применяется
комбинированная система смазки с «мокрым» картером. То есть
наиболее ответственные трущиеся детали смазываются
под давлением, остальные — разбрызгиванием и
самотеком.
В двигателе М-412 под давлением смазываются
подшипники скольжения коленчатого вала, шейки
распределительного вала, коромысла; разбрызгиванием и
самотеком — зеркало цилиндра, поршневой палец, цепь
привода распределительного вала, шестерня привода
распределителя.
(44


В форсированных автомобильных двигателях лучше
применять системы с «сухим» картером.
В таких системах масло, стекающее в картер,
откачивается вторым масляным насосом в расположенный
снаружи двигателя промежуточный масляный бак, где
отстаивается от пены. Из промежуточного бака масло
основным насосом подается в нагнетающий
маслопровод.
Схема смазки с «сухим» картером (мы использовали
полностью все детали от гоночного автомобиля
«Эстония» с двигателем М-412) показана на рис. 48.
Рис. 48. Схема масляной систеты с сухим картером
При подготовке автомобиля к ралли всегда
приходится серьезно задумываться, как защитить
алюминиевый масляный поддон от ударов при езде по плохим
дорогам, Пожалуй, трудно назвать гонщика-раллиста,
который либо сам не пробил поддон, либо не был
свидетелем такого случая.
Любой надежный защитный лист металла,
закрепленный внизу, не спасет поддон от ударов о поперечину
передней подвески при проезде на большой скорости
через препятствие. Мы применили изготовленный по
форме и размеру стандартного поддона металлический
картер (рис. 49).
Для предохранения масла от перегрева
(температура масла должна быть не выше 80—90°С) и излишнего
разжижения в жаркую погоду или при езде в горных
условиях желательно применение масляных радиаторов,
10 Зак. 483
145


Рис- 49. Металлический масляный картер (вид снизу)
особенно при установке металлического масляного
поддона или при применении системы смазки с «сухим»
картером.
Конструктивно для этого удобно применять
масляный радиатор и предохранительный клапан с краном от
автомобиля М-408. Масляный радиатор через
предохранительный клапан (клапан поддерживает в радиаторе
давление не выше 1,5—2 кг/см2) подключается с
помощью штуцера параллельно основной масляной
магистрали. (Штуцер вворачивается вместо датчика
давления масла). Сливать охлажденное мало из радиатора
лучше непосредственно в масляный картер. Но, если
двигатель не снят с автомобиля, при установке
масляного радиатора масло можно сливать через шланг и
вворачивающийся угловой штуцер в клапанную
крышку.
За давлением масла в системе на трассе соревнований
надо следить постоянно и очень внимательно. Чтобы
146


Рис. 50. Датчик давления масла
это не отвлекало внимания, целесообразно применение
на специальном кронштейне вместе с тахометром
датчика давления масла непосредственного действия (рис.
50). Привод его осуществляется через медную
отожженную трубку от того же штуцера, к которому
подсоединен питающий шланг масляного радиатора.
Герметичность трубки должна полностью гарантироваться, т. к.
она находится под полным давлением.
Чтобы качество масла в работающем двигателе не
ухудшалось, применяют вентиляцию картера. В
двигателе М-412 вентиляция производится с отсосом в систему
питания. Это приводит через некоторое время к
образованию смолистых веществ в системе питания
двигателя. Поэтому можно рекомендовать, хотя и менее
эффективный, способ вентиляции картера с отсосом газов
в атмосферу через резиновый шланг, закрепленный на
трубке клапанной крышки и выведенный в район
рабочего цилиндра сцепления.
Можно рекомендовать и еще одно
усовершенствование.
Спортсмены Московского автодорожного института
успешно применяют вместо стандартных фильтрующие
10*
Г47


Рис· 51. Укороченный масляный фильтр
элементы авиационных двигателей ФМА-10, которые на
27 мм короче фильтрующих элементов двигателя М-412,
но одинаковы по диаметру. Для их установки
необходима укоротить на 27 мм корпус фильтра и болт его
крепления (рис. 51).
Правильный выбор сорта масла, исходя из
конкретных условий каждого соревнования, является
решающим условием надежной работы двигателя. Масло
должно быть стабильным, не менять своих свойств при
значительном нагреве. Оно должно давать стойкую
масляную пленку, сохраняющуюся при высоких давлениях и
148.


температурах; обладать необходимой маслянистостью
и вязкостью; при сгорании отлагать как можно
меньше нагара и не содержать вредных химических
соединений.
В полной мере этим требованиям не удовлетворяет,
пожалуй, ни один сорт масла. Поэтому приходится
искать компромиссное решение. В своей практике мы
пользуемся смесью авиационного (МС-20) и
веретенного масел в такой пропорции: летом 60% МС-20, зимой —
40% МС-20.
За последнее время широко применяется добавка к
моторному маслу специальных молликотовых присадок,
предназначенных для улучшения приработки трущихся
поверхностей. Действительно, при обкатке нового
двигателя присадки оказывают положительное влияние,
однако их действие на износ деталей двигателя
остается пока невыясненным.
Система охлаждения служит для
принудительного отвода тепла от горячих деталей двигателя и
передачи этого тепла окружающей среде.
Недостаточный отвод тепла вызывает ухудшение
смазки трущихся поверхностей, выгорание масла и
перегрев деталей двигателя. Последнее приводит к резкому
снижению их прочности. При сильном перегреве
нормальные зазоры между деталями нарушаются,
следствием чего является повышенный износ, заедание,
поломки. Перегрев вреден и потому, что вызывает
уменьшение коэффициента наполнения цилиндров,
детонационное сгорание и самовоспламенение рабочей
смеси.
Чрезмерное охлаждение двигателя также
нежелательно, так как оно влечет за собой конденсацию
частиц топлива на стенках цилиндров, ухудшение
смесеобразования и воспламеняемости смеси, уменьшение
скорости ее сгорания и, как следствие, уменьшение
мощности.
В качестве теплоносителя в системе охлаждения
двигателя обычно применяют воду. В зимних
условиях .можно применять водяные растворы глицерина и
гликолей, понижающие температуру замерзания
охлаждающей жидкости до минус 40—60°С. Летом
лучше заполнять систему охлаждения дистиллированной
водой, уменьшающей образование на внутренних стен-
149


ках радиатора и рубашки охлаждения накипи, которая
затрудняет теплообмен.
Допускаемая температура охлаждающей жидкости
в закрытых системах, применяемых на абсолютном
большинстве двигателей (система охлаждения
герметично закрыта при помощи паровоздушного клапана в
крышке радиатора), равна 100°С, а максимальная,
кратковременно допустимая — 105°С.
Поддержание столь высокой температуры выгодно
тем, что чем больше разность температуры жидкости и
просасываемого через радиатор воздуха, тем лучше
теплоотдача радиатора. Это позволяет уменьшить его
размеры и снизить затрату мощности на привод
вентилятора и водяного насоса. С другой стороны,
появляется реальная опасность закипания жидкости и
связанных с этим неприятных последствий. Поэтому
термостат — прибор для автоматического регулирования
температуры охлаждающей жидкости в процессе работы
двигателя, как правило, отрегулирован на
поддержание температуры охлаждающей жидкости в пределах
75—85°С.
Особенностью системы охлаждения двигателя М-412
является наличие малого и большого круга циркуляции
охлаждающей жидкости. Малый круг позволяет
осуществлять циркуляцию жидкости, минуя радиатор, при
прогреве двигателя, когда термостат закрыт. В момент
открытия термостата малый круг перекрывается, и
водяной насос прокачивает охлаждающую жидкость
через радиатор.
Следует отметить, что двигатель М-412 в серийном
исполнении и в форсированном варианте весьма
чувствителен к понижению температуры охлаждающей
жидкости даже на 5—10°С, заметно снижая свои мощ-
постные показатели. Желательно при комплектовании
двигателя, подготовленного к участию в соревнованиях,
подобрать термостат, поддерживающий температуру в
пределах 85—90°С.
Умеренная форсировка двигателя М-412 не требует
каких-либо переделок в системе охлаждения, но
обязательна ее полная исправность и надежность работы.
При проведении полного комплекса мероприятий по
форсировке двигателя, особенно связанных с
увеличением рабочего объема, требуется интенсификация работы
150


системы охлаждения, так как стандартная система не
справляется с отводом заметно увеличившегося
количества выделяемого тепла.
Установка гильз цилиндров диаметром 92 мм в
стандартный блок цилиндров двигателя М-412
существенно уменьшает объем охлаждающей жидкости
непосредственно в рубашке охлаждения блока цилиндров,
что обязывает увеличить скорость ее протока.
Достигается это несколькими способами.
Во-первых, можно увеличивать число оборотов
водяного насоса, заменив стандартный шкив шкивом
меньшего диаметра (рис. 52).
Этот шкив изготавливается
из алюминиевого сплава
■и весит 175 г. Кстати,
стандартные шкивы
выпускаются заводом-изготовителем
штампованные (вес 360 г) и
точеные (вес 800 г).
Понятно, что для разгрузки
подшипников водяного насоса
лучше выбрать более
легкий шкив. Установка
шкива меньшего размера
предполагает использование
более короткого ремня
вентилятора (от двигателя
автомобиля М-408). Кроме того,
имеет безусловный смысл
установка водяного насоса
с крыльчаткой из
алюминия.
Во-вторых, можно
установить радиатор от автомобиля ГАЗ-24, у
которого емкость и поверхность охлаждения больше, чем
радиатора М-412. Сменить радиатор довольно просто,
но все щели вокруг него надо заделать (обклеить
поролоном), чтобы поток встречного воздуха использовался
для охлаждения наиболее эффективно.
В-третьих, можно несколько уменьшить общее
сопротивление системы охлаждения за счет увеличения
проходного сечения в наиболее узких местах. К этому
относится установка промежуточного фланца под перед-
Рис. 52. Шкив водяного
насоса уменьшенного
диаметра
151


Рис. 53. Установка промежуточного фланца под
переднюю крышку водяной рубашки
Рис. 54. Двухлопастный вентилятор


нюю крышку водяной рубашки блока цилиндров
толщиной 4 мм (рис. 53), а также расширение на 3—4 мм
пространства между боковой крышкой водяной
рубашки (под выпускным патрубком) и приливами блока
цилиндров.
Модернизированная подобным образом система
охлаждения была испытана автором на
учебно-тренировочном сборе сборной команды СССР в 1972 году в
г, Сухуми. В тяжелых условиях горных дорог, жаркой
погоды и длительной езды на низших передачах
температура воды не поднималась выше 90°С, хотя даже
нефорсированные двигатели со стандартной системой
охлаждения не выдерживали в таких условиях. Более
того, тогда же для снижения вентиляционных потерь
был опробован вентилятор с двумя укороченными
лопастями вместо четырех (рис. 54). И в этом случае
двигатель выдерживал все перегрузки.
В дальнейшем такими системами охлаждения было
оборудовано несколько спортивных автомобилей.
Случаев перегрева не наблюдалось ни в условиях ралли, ни
в условиях шоссейно-кольцевых гонок.


Глава III.
ОБКАТКА ДВИГАТЕЛЯ
И НЕКОТОРЫЕ ВОПРОСЫ ТРЕНИРОВКИ
СПОРТСМЕНОВ
Собранный спортивный двигатель до установки на
-автомобиль желательно .первый раз завести на стенде.
Стенд для проверки двигателей можно сделать
собственными силами. Например, использовать станину
упаковочного ящика, в котором транспортируется
двигатель. Надо лишь подсоединить водяной шланг,
подключить аккумулятор с катушкой зажигания, а
давление маела контролировать манометром
непосредственного действия, который подсоединяется вместо датчика
масляного давления. Кроме того, во избежание травм
лучше снять на время воздушный вентилятор.
После проверки на стенде и устранения
неисправностей двигатель можно устанавливать на автомобиль и
производить обкатку. Так как от обкатки в
значительной ^επεΗΗ зависит надежность и долговечность
двигателя, то отнестись к ней надо весьма серьезно.
Если для автомобиля, поступающего в обычную
эксплуатацию, длительность обкатки устанавливается
1000—1500 км, то для двигателя, подготавливаемого к
скоростным соревнованиям, обкатка должна составлять
5000—6000 км.
Наиболее интенсивная приработка деталей
двигателя происходит в первые 200—500 км пробега, после
чего, не давая двигателю остыть, желательно сменить
масло, так как оно содержит в это время значительное
количество механических частиц.
Замечено, что пробег в 500 км достаточен для
окончательной приработки подшипников коленчатого
вала, поэтому при ремонте двигателя с заменой
коленчатого вала или вкладышей можно ориентироваться на
такую продолжительность обкатки.
Обкатка должна производиться на хорошей
шоссейной дороге, начиная со скорости 70 км/час, а затем
154


через каждые 500 км скорость движения можно
повышать на 10 км/час. Последние 1000—1500 км, по
возможности, нужно проходить со скоростью 130—140
км/час, если имеются подходящие дорожные условия.
Свидетельством достаточной обкатки двигателя
является неизменность давления масла и температуры
охлаждающей жидкости в течение нескольких часов при
движении со скоростью 130—140 км/час. Расход масла
считается .нормальным 200—300 г на 1000 км пути.
В начальной стадии обкатки не следует давать
большие обороты на промежуточных передачах или
начинать движение на недостаточно прогретом двигателе,
или ездить по тяжелым дорогам (грязь, песок, крутые
подъемы и т. д.).
Обкаточный период может быть значительно
сокращен, если двигатель перед установкой на автомобиль
прошел обкатку, доводку и испытания на стенде.
Режим обкатки двигателя на испытательном стенде
достаточно изучен, а длительность его колеблется в
пределах 50—80 часов.
Однако обкатка и доводка двигателя на стенде,
подбор его оптимальных регулировок остается практически
несбыточной мечтой абсолютного большинства
спортсменов, так как, кроме заводов-изготовителей, такие
стенды недоступны практически ни одной первичной
организации ДОСААФ или автосекции. Поэтому
приходится не только обкатку двигателя производить на
автомобиле, но даже заводку и регулировку выполнять
в дорожных условиях.
Как бы не был хорошо подготовлен к
соревнованиям автомобиль, в частности двигатель, успех в
основном зависит от степени подготовки самих
спортсменов.
ЦК ДОСААФ СССР, Федерация автоспорта,
Центральный автомотоклуб ДОСААФ СССР уделяют
постоянное внимание совершенствованию водительского
мастерства гонщиков, штурманской подготовке второго
члена экипажа, умению спортсменов решать различные
тактические задачи.
В этих целях ежегодно проводится
учебно-тренировочный сбор тренеров сборной команды СССР
155


и тренеров на местах, спортсменов-кандидатов в
сборную и членов сборной команды СССР.
Подготовка спортсмена-раллиста представляет
сложный процесс, так как современные ралли — комплекс
всех видов автомобильных соревнований. Надо
овладеть искусством кроссовых и шоссёйно-кольцевых
гонок, уметь экономно расходовать в пути топливо,
научиться читать карты и «легенды», хорошо
ориентироваться на местности, уметь сохранять
работоспособность в течение нескольких суток непрерывного
движения.
Особое внимание тренерам приходится уделять
подбору экипажа. Психологическая совместимость имеет
большое значение в авторалли. Если один из
водителей раздражает или вызывает недоверие у другого, та
такой экипаж не может рассчитывать на удачный
финиш. Следует учесть и взаимозаменяемость. В ралли
нет места «чистым» водителям или штурманам. Оба
должны владеть и автомобилем, и штурманским
делом.
При обкатке трассы следует сразу определить, на
каком участке ведет автомобиль основной водитель, а
на каком — штурман. В ходе соревнований не
исключено, что запланированный отдых тому или другому
члену экипажа не соответствует его физическому
состоянию — он чувствует себя не уставшим, не хочется
спать и т. д. Все равно надо придерживаться заранее
составленного графика, ибо утомление в конце концов-
скажется и может оказаться, что в самый
ответственный момент обоим будет не под силу вести гонку. Для
отдыха не обязательно спать, достаточно просто
расслабиться, отвлечься, может быть, выпить несколько
глотков кофе или просто закрыть глаза.
Готовясь к ралли, следует обязательно научиться
составлять и применять на деле скоростную
стенограмму.
Автором этих строк была произведена серия опытов
по прохождению с максимально возможной, но
безопасной скоростью (имитировался скоростной участок)
различных участков лесных проселочных дорог
протяженностью 5—6 км «вслепую», т. е. без
стенограммы, и по стенограмме. Разница во времени
прохождения такого участка стабильно составляла 30—40
156


сек. Грамотное применение скоростных стенограмм
равносильно повышению мощности двигателя не на один
десяток лошадиных сил.
Можно ли однозначно сказать, что применение
скоростных стенограмм повышает безопасность? Можно,
но если учитывать и возросшую скорость (мощный
двигатель и стенограмма), то надо признать и
возросшую степень риска. Теперь уже незначительные
оплошности или ошибки, или просто несобранность и
невнимательность одного из членов экипажа может привести
К печальным последствиям. «Коридор» между
скоростью и безопасностью становится все более и
более узким, но тем лучше оттачивается мастерство
гонщиков.
Кстати, об авариях. Автомобильный спорт — не
шахматы, может быть всякое. Однако, как утверждают
некоторые спортивные обозреватели, такие виды
спорта, как альпинизм, футбол, велоспорт, бокс, по
травматизму идут впереди автомобильного спорта.
157


Разумеется, автомобильному спорту на Западе
присущ нездоровый ажиотаж. Коммерческие интересы и
конкурентная борьба вынуждают гонщиков нередко
поступиться спортивной этикой, условиями безопасности в
угоду рекламе и денежной выгоде. Однако и они не
так уж «смертолюбивы» и безрассудны, как
показывается в иной зарубежной кинохронике: обязательно
какая-нибудь ужасная авария, взрывы, горящие
автомобили. У них есть чему поучиться и в технике
вождения, и в организации техобслуживания во время
соревнований, и в подготовке спортивных автомобилей.
Надо сказать, что тщательная подготовка
автомобиля к соревнованиям — лучшая гарантия
безаварийности. Однако порой бывает и так, что на трассе
выходит из строя какая-то деталь или где-то нарушается
регулировка. Здесь уже все решает знание
спортсменами устройства автомобиля, назначения каждого болта
и гайки и умение быстро найти и устранить поломку
или неисправность.
Большое значение имеет проверка готового
автомобиля, особенно перед скоростными соревнованиями.
Например, даже незначительное отклонение в
регулировке углов развала и сходимости передних колес
вызывает постоянное скольжение шины по полотну
дороги и может существенно снизить максимальную скорость-
автомобиля. То же можно сказать о затяжке
подшипников передних колес и других агрегатов, регулировке
тормозов, особенно ручного.
Особого внимания требует обеспечение надеж1?0сти
ходовой части автомобиля, испытывающей во время
соревнований большие и трудно учитываемые нагрузки, а
для проверки надежности работы рулевого управления,
тормозов, подвески и других механизмов лучше
проводить специальные испытания.
В заключение хотелось бы напомнить главную
заповедь гонщика — мелочей не существует, все в
автомобиле главное, все должно быть проверено,
перепроверено и... забыто. Тогда сознание будет освобождено
от всего постороннего и сосредоточено только на
ведении гонки.
Опасайтесь самоуверенности. Будьте готовы к
сложностям, неожиданностям, постоянно повышайте свое-
спортивное мастерство.
158


СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
Ленин И. М. Теория автомобильных и тракторных
двигателей. Изд-во «Машиностроение», М., 1963.
Стефановский Б. С, Скобцов Ε. Α., Кор-
си Е. К. и др. Испытания двигателей внутреннего сгорания.
Изд-во «Машиностроение», М., 1972.
Гольдберг А. М., А н и с и м о в Г. М. и др. Тяговые
машины. Часть I. Двигатели. «Лекции для студентов заочного
отделения». Редакционно-издательский отдел ЛОЛ Л ТА, 1972.
Г у ρ е е в А. А. Автомобильные бензины. Гостоптехиздатг
1961.
Сабинин А. А. Скоростные автомобили. ФиС, 1953.
Труды ЦНИИТА, выпуск 27 (1965) и 44 (1970).
НАМИ, техническая информация, выпуск 57 (1958).
Б е к м а н В. В. Гоночные автомобили. Изд-во
«Машиностроение», М., 1970.


ОГЛАВЛЕНИЕ
К читателю · ... о
Глава I.
Пути развития автомобилестроения.
Методы подготовки двигателей спортивных автомобилей
Развитие и совершенствование двигателей отечественных
легковых автомобилей 7
Краткая характеристика основных параметров современных
двигателей среднего литража зарубежных автомобилей . . 26
Требования, предъявляемые к спортивным двигателям . . 52
Обзор основных методов подготовки двигателей к
соревнованиям °6
Глава II.
Работы по подготовке двигателя М-412 к соревнованиям
Общие направления форсировки двигателя . . . .61
Конструкция и подготовка цилиндро-поршневой группы . . 66
Конструкция и подготовка кривошипно-шатунного механизма 83
Конструкция и подготовка головки блока цилиндров . . 102
Особенности механизма газораспределения форсированного
двигателя 115
Глава III.
Обкатка двигателя и некоторые вопросы тренировки
спортсменов ... ... . . . 154
Список литературы ... 159
Эдвард Георгиевич С ингу ρ инди
ПОДГОТОВКА АВТОМОБИЛЬНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ
К СОРЕВНОВАНИЯМ
Редактор В. В. Щеглов
Художник А. И. Простое
Художественный редактор Т. А. Хитрова
Технический редактор 3. И. Сарвина
Корректор Я, Б. Иваницкая
Г-50127 Сдано в набор 23/IV-74 г.
Подписано к печати 2/VIII-74 г. Изд. № 2/203 Формат 84у1081/ао
Бумага типографская № 2 Тираж 17 000 экз.
Цена 30 коп. Усл. п. л. 8,4 Уч.-изд. л. 8,35
Изд-во ДОСААФ, 107066, Москва, Б-66, Новорязанская ул., д. 26
Тип. Изд-ва ДОСААФ. Зак. 483