Мотоциклы
Шрифт:
2. Влияние режима работы и регулировки двигателя на количество отводимого тепла
Мотоциклетные двигатели воздушного охлаждения работают в условиях переменных нагрузок и переменной скорости обдува двигателя воздухом. Поэтому количество отводимого от цилиндров тепла должно быть достаточным для сохранения в пределах нормы температуры основных деталей двигателя.
При работе на холостом ходу тепло от цилиндров двигателя передается воздуху. С течением времени температура цилиндров может увеличиваться выше нормы, так как количество тепла, отводимого от ребер двигателя воздухом, будет меньше, чем количество
В последующем, когда скорость мотоцикла будет высокой, охлаждение двигателя зависит от обдува и нагрузки двигателя. Так, например, при работе двигателя с прикрытым дроссельным золотником во время движения по хорошей дороге с большой скоростью охлаждение цилиндров двигателя будет наиболее эффективным.
Это объясняется тем, что нагрузка двигателя вследствие малого сопротивления движению невелика, количество тепла, передаваемого газами, небольшое, а скорость обдува двигателя значительна.
При дросселировании двигателя передача тепла от газов в стенки цилиндра уменьшается в большей степени, чем передача тепла от цилиндра воздуха, вследствие понижения скорости движения мотоцикла. При этом условия охлаждения улучшаются и температура стенок цилиндра понижается.
Наиболее тяжелой будет работа двигателя при полном открытии дроссельного золотника, особенно во время движения по дороге с большим сопротивлением (подъем, грязь, встречный ветер и т. д.). В этом случае двигатель сильно перегревается.
Установка более раннего зажигания вызывает повышение температуры и давления газов в цилиндре двигателя, а следовательно, и количества тепла, передаваемого стенкам цилиндра. Одновременно с этим уменьшается температура выпускных газов, так как чем раньше сгорает рабочая смесь, тем большее количество тепла передается стенкам цилиндра. Это повышение количества тепла, передаваемого стенкам, у мотоциклетных двигателей в известной степени компенсируется повышением мощности и оборотов коленчатого вала двигателя в результате увеличения угла опережения зажигания. При этом скорость движения мотоцикла увеличится, а также увеличится и передача тепла от стенок цилиндра воздуху.
Обогащение рабочей смеси до определенного предела улучшает охлаждение двигателя, так как при этом понижается средняя температура цикла и уменьшается количество тепла, передаваемого от газов стенкам цилиндра. Понижение средней температуры цикла происходит вследствие того, что при недостатке воздуха в сгорании участвует не все горючее и, кроме того, часть тепла, получаемого во время сгорания, тратится на испарение и нагрев горючего, не участвующего в сгорании из-за недостатка кислорода. В практике это часто используют для понижения температуры цилиндра двигателя при движении по тяжелым участкам дороги или с большой скоростью. Но в этом случае рабочая смесь должна обогащаться только за счет увеличения (подачи горючего, а не за счет уменьшения подачи воздуха.
Обеднение рабочей смеси до определенного предела также улучшает охлаждение двигателя, т. е. при обеднении смеси происходит уменьшение передачи тепла от газов к стенкам цилиндра двигателя. Это объясняется тем, что часть тепла затрачивается
Увеличение степени сжатия несколько повышает среднюю температуру цикла, так как рабочая смесь, сжатая в камере небольшого объема, сгорает при повышенных температуре и давлении. Но при этом количество тепла, передаваемого от газов стенкам камеры сгорания, снижается вследствие того, что поверхность камеры имеет уменьшенный объем. Однако температура и давление газов в конце хода расширения у двигателей с повышенной степенью сжатия получается более низкой, чем у двигателей с обычной степенью сжатия. Объясняется это тем, что при подходе поршня к нижней мертвой точке газы в цилиндре двигателя расширяются в большей, чем обычно, степени.
Таким образом, уменьшение поверхности камеры сжатия, увеличение скорости сгорания и большое расширение отработавших газов в цилиндре двигателя приводят к тому, что при повышенной степени сжатия средняя температура стенок цилиндра и головки понижается.
Но беспредельно повышать степень сжатия нельзя. Основной причиной, ограничивающей увеличение степени сжатия, является детонация, при которой одновременно с понижением температуры выпускных газов наблюдается перегрев стенок камеры сжатия вследствие местного повышения температуры.
3. Воздушное охлаждение
У мотоциклетных двигателей воздушного охлаждения передача тепла от стенок цилиндра воздуху происходит через ребра цилиндра. Для улучшения охлаждения наибольшее количество ребер располагается обычно у головки цилиндра, так как в этой части цилиндр подвергается большему температурному воздействию. Поэтому ребра у головки цилиндра делаются с большей поверхностью, чем ребра, удаленные от нее.
В зависимости от положения цилиндра относительно направления потока воздуха расположение ребер на цилиндре может быть различным. Наиболее распространено кольцевое расположение ребер, расположение ребер отдельными выступами в шахматном порядке или в ряд и продольное расположение ребер.
В первых двух случаях плоскость ребер может быть параллельна потоку воздуха, обдувающего цилиндр, или наклонна к нему.
Наиболее часто применяется кольцевое расположение ребер. Это объясняется тем, что цилиндры с кольцевым расположением ребер просты в изготовлении. При вертикальном расположении цилиндра поток обдувающего воздуха параллелен плоскости ребер, но так как обычно у мотоциклов цилиндры расположены под углом с целью уменьшения общей высоты двигателя, то кольцевые ребра располагаются к направлению потока воздуха также под некоторым углом.
Расположение ребер отдельными выступами в шахматном порядке на поверхности цилиндра (рис. 58) увеличивает передачу тепла за счет увеличения поверхности ребер и большего завихрения между ними воздуха.
Рис. 58. Цилиндр с расположением ребер отдельными выступами (в шахматном порядке).
В результате большое количество тепла отводится от выпускного клапана и патрубка, выполненных на передней стороне цилиндра. Кроме того, при таком расположении ребер улучшается использование воздушного потока, омывающего цилиндры двигателя.