книги из ГПНТБ / Поспелов Д.Р. Конструкция двигателей внутреннего сгорания с воздушным охлаждением

ле вместо одного применены четыре распределительных вала, по одному на каждые два одноименных клапана цилиндров одного ряда. Это мероприятие в совокупности с увеличением диаметра цилиндра позволило значительно повысить мощность двигателя.

В зависимости от типа глушителя, применяемого на автомо­ биле, мощность двигателя имеет два значения.

Шестицилиндровые двигатели. На основе конструкций четы­ рехцилиндровых двигателей была разработана конструкция ше­ стицилиндрового двигателя 901/1. При разработке этого двига­

теля применили верхний распределительный вал, индивидуаль­ ный карбюратор на каждый цилиндр и др.

Двигатель «Порше 911» является шестицилиндровой моди­ фикацией четырехцилиндрового двигателя «Порше» с диаметром цилиндра 80 мм и ходом поршня 74 мм. Рабочий объем цилинд­ ров около 2 л. Картер двигателя отлит из магниевого сплава (рис. 162).

Замена алюминиевого сплава (плотность 2,7 кг/см3) на маг­ ниевый сплав (плотность 1,8 кг/см3) позволила уменьшить массу литых деталей более чем на 30% и на столько же стоимость их механической обработки. Общая масса двигателя снизилась на 10%. Так как магниевый сплав в большей мере подвержен кор­ розии, чем алюминиевый сплав, то после механической обработ­ ки литых деталей они подвергались специальной химической об­ работке.

29 5

обеспечивает хорошие продувку пространства сгорания и охлаж­ дение его стенок. Уменьшается также и сопротивление проходу охлаждающего воздуха на внешних поверхностях патрубков. Расположение выпускного патрубка со стороны выхода охлаж­ дающего воздуха из межреберных каналов уменьшает подогрев головки от выпускного патрубка.

Головка сделана отдельно от клапанной коробки, общей для трех головок одной стороны двигателя, что упрощает ее изготов­ ление. Головка снабжена горизонтальными ребрами. Она вместе

Рис. 164. Цепной привод распределительных валов двигателя «Порше 911»

с цилиндром крепится к картеру сквозными шпильками малой длины, так как гайки крепления опущены и опираются на ниж­ нюю плиту головки. Это способствует меньшему изменению за­ зоров в приводе клапанов. Последние расположены под 60° друг к другу и приводятся через коромысла от распределительного вала, опирающегося на подшипники в стенках клапанной ко­ робки.

Цепная передача (рис. 164) от вышеупомянутых звездочек на промежуточном валу к звездочкам на распределительных ва­ лах полностью герметизирована. Цепи во избежание качания направляются шинами (по три на каждую цепь)' с резиновой обкладкой. Натяжение цепей осуществляется автоматически на­ тяжными звездочками с масляными амортизаторами.

2 9 8

Питание двигателя осуществляется через индивидуальные для каждого цилиндра карбюраторы «Солекс», причем каждые три карбюратора цилиндров одной стороны присоединены к од­ ной поплавковой камере. Поплавок камеры ограничивает поступ­ ление топлива, но не устанавливает уровень топлива в карбюра­ торах. Эта конструкция нечувствительна к наклонам, ускорениям и езде с крутыми поворотами. Избыточное топливо перетекает из камеры в бак. Карбюраторы одного ряда объединены между собой общим ресивером, а ресиверы двух рядов соединены с об­ щим воздухоочистителем, имеющим бумажные элементы, через который питаются воздухом все цилиндры двигателя. В каждом цилиндре установлена одна свеча, но может быть поставлена и вторая напротив первой.

Чтобы избежать влияния цетробежных сил от массы масла при движении с большой скоростью по кривой траектории, была принята схема смазки с сухим картером. Применение обычного способа подачи масла к шатунным шейкам коленчатого вала через коренные шейки оказалось неприемлемым, так как ввиду большой центробежной силы на диаметре коренной шейки масло частично уходило из коренных подшипников и смазка их ухуд­ шалась. Поэтому для смазки шатунных подшипников масло подается по специальному отверстию в торце коленчатого вала с одного его конца и к уменьшенному (для снижения центро­ бежных сил) диаметру этого вала с другого его конца.

В систему смазки (с «сухим» картером) входят откачиваю­ щий и нагнетающий насосы. Коренные и шатунные подшипники смазываются из раздельных кругов циркуляции. К шатунным подшипникам масло подается через канал, просверленный в ва­ лу. Масло подводится к валу с двух сторон: у первого и послед­ него коренных подшипников. К подшипникам распределитель­ ного вала и клапанному механизму масло подается через цент­ ральное отверстие в распределительном вале. Объем масла

вподдоне достаточен, чтобы избежать опускания уровня масла ниже маслозаборника при езде по пересеченной местности и при резком изменении скорости автомобиля. Вентиляция картера осуществляется путем соединения его со впускной системой за воздухоочистителем.

Каждый ряд цилиндров имеет свою систему выпуска. Охлаж­ дающий воздух подается осевым вентилятором без направляю­ щего аппарата. Имеются лишь три спицы, соединяющие корпус подшипников с внешним ободом вентилятора. Вентилятор имеет

в1,35 раза большую частоту вращения, чем коленчатый вал. Рабочее колесо вентилятора посажено на вал генератора и при­ водится во вращение клиновым ремнем от шкива на носке ко­ ленчатого вала. От вентилятора воздух широким кожухом на­ правляется к цилиндрам и их головкам. Часть охлаждающего воздуха (10%) отводится в масляный радиатор, расположенный позади цилиндров и изготовленный из алюминия. Радиатор под­

29 9

держивает температуру масла не выше 110° С. Масло поступает в радиатор, регулируемый термостатом, когда температура его достигает 80° С. В холодную погоду часть охлаждающего воз­ духа (10%) от вентилятора направляется в теплообменники, расположенные под двигателем (с обеих его сторон) и пред­ ставляющие собой две трубы, заключенные в общий кожух. На-

к вентилятору равно 1,3); 6 — зависимость полного напора Я , развиваемого вен­ тилятором, от его производительности; 1 — полная производительность вентиля­

вентилятора и потребляемой им мощности от частоты вращения двигателя «Порше 911». При 6000 об/мин (соответствующих 7800 об/мин вентилятора) вентилятор подает 1,25 мг/сек

3 0 0

мого на цилиндры и их головки, подается к масляному радиато­ ру, а остальные 0,08 м3/сек (288 м3/ч), т. е. 8% от количества, подаваемого к цилиндрам и их головкам, идут на отопление ку­ зова. При этом вентилятор потребляет 6 л. с., т. е. 4,62% от но­ минальной мощности двигателя.

При указанной производительности (1,25 м3/сек), соответст­ вующей 7800 об/мин вентилятора, повышение полного давления, создаваемого вентилятором, составляет примерно 260 кГ/м2 (кривая 5 на рис. 165, б).

Относительно малый расход мощности на привод вентилято­ ра при сравнительно большом повышении давления является следствием малого удельного расхода охлаждающего воздуха и высокого к. п. д. вентилятора (проценты около кривых на рис. 165, б).

Двигатель 911Т является несколько дефорсированным вари­ антом двигателя 911. На этом двигателе карбюраторы замене­ ны на систему впрыска топлива во впускную трубу, и двигатель получил индекс Е (при нормальном исполнении) или S (в спор­ тивном исполнении). Применение впрыска бензина позволило повысить степень сжатия (при работе на том же бензине), из­ менить равномерность подачи смеси по цилиндрам и в резуль­ тате повысить среднее давление.

Среднее давление повышено также вследствие улучшения наполнения цилиндров, полученного путем применения на номи­ нальном режиме системы инерционного наддува (применение специального распределительного вала и подбор длины впуск­ ного трубопровода).

Оба двигателя со впрыском бензина имеют конденсаторное зажигание высокого напряжения.

Для обогащения смеси при холодном пуске служит стартмагнит, действующий при изменении температуры окружающей среды от 10 до —25° С и управляемый временным включателем, рассчитанным на 2 сек.

Восьмицилиндровые двигатели. Восьмицилиндровая кон­ струкция выполнена в двух вариантах: с диаметром цилиндра 66 мм (обычное исполнение) и диаметром 76 мм (спортивное ис­ полнение) с одинаковым в том и другом случае ходом поршня 54,5 мм. За основу при проектировании двигателя была принята конструкция четырехцилиндрового двигателя 1500 модели 547. Однако было внесено много коренных изменений, повлиявших на компоновку двигателя и его внешний вид. Вместо одного (спарен­ ного) на два цилиндра карбюратора применены индивидуальные карбюраторы на каждый цилиндр. Поперечные валы привода ме­ ханизма газораспределения размещены не только ниже, но и выше коленчатого вала.

301

Центробежный вентилятор с осью вращения, параллельной оси коленчатого вала, заменен на осевой вентилятор с осью вра­ щения, перпендикулярной оси коленчатого вала (рис. 166).

Картер кривошипного механизма состоит из двух отлитых из магниевого сплава частей, соединенных друг с другом болтами. Применение указанного сплава с плотностью 1,8 г/см3 (по сравне­ нию с 2,7 г/см3 у алюминия и 7,3 г/см3 у чугуна) позволило зна­ чительно снизить массу картера и двигателя в целом. Крышки

Рис. 166. Поперечный разрез двигателя «Порше 753»

распределительных шестерен и клапанной коробки также отлиты из магниевого сплава.

Коленчатый вал опирается на девять подшипников скольже­ ния. Имеется также дополнительный роликоподшипник на одном

ными и одним маслосъемным кольцами, расположенным ниже поршневого пальца.

Цилиндры откованы из алюминиевого сплава и имеют хроми­ рованные рабочие поверхности. Были также проведены опыты с цилиндрами из чугуна с залитыми алюминиевыми ребрами.

30 2

Питание двигателя осуществляется от четырех двойных кар­ бюраторов (по два на каждый ряд цилиндров) с падающим по­ током). Была также испытана система впрыска топлива во впускной трубопровод.

Охлаждающий воздух подается осевым вентилятором без на­ правляющего аппарата. Ось вращения рабочего колеса вентиля­ тора расположена в вертикальной плоскости. Вентилятор находится над картером двигателя и приводится конической па­

ночных автомобилей, является одним из самых мощных двигате­ лей фирмы Порше.

Конструктивные приемы, воплощенные в двигателе, представ­ ляют интерес в связи с высокой литровой мощностью двигателя, полученной как путем увеличения среднего давления, так и путем повышения частоты вращения. Первое было осуществлено путем применения впрыска бензина, а второе — применением верхнего распределительного вала с точным соблюдением фаз газораспре­ деления при изменении частоты вращения.

Диаметр цилиндра и ход поршня такие же, как диаметр ци­ линдра и ход поршня восьмицилиндрового двигателя «Порше 908». Противолежащее расположение цилиндров, характерное для всех двигателей этой фирмы, лучше всего отвечает назначе­ нию двигателя (рис. 168).

Картер кривошипного механизма отлит из специального маг­ ниевого сплава. Картер состоит из двух половин, соединенных

3 0 3

Рис. 168. Продольный и поперечный разрезы двигателя «Порше 917»

3 0 4

между собой в вертикальной плоскости сквозными болтами, име­ ющими такой же температурный коэффициент линейного расши­ рения, как и температурный коэффициент линейного расшире­ ния V материала картера. По периметру половины картера со­ единяются болтами из стали, легированной титаном.

Коленчатый вал вращается в подшипниках скольжения. На каждой его шатунной шейке посажено по два шатуна, поэтому вал имеет только шесть кривошипов. Это обеспечило равномерное (через 60°) чередование вспышек. Коренных подшипников во­ семь.

Чтобы избежать влияния крутильных колебаний коленчатого вала на работу зубьев шестерен механизма отбора мощности, последние были помещены в средней части коленчатого вала (рис. 168). Далее мощность передается через пару цилиндри­ ческих шестерен с прямым зубом и через горизонтальный вал отбора мощности (опирающийся на роликоподшипники), распо­ ложенный в нижней части картера и выходящий в заднюю его часть. На конце вала отбора мощности смонтировано сцепле­ ние. Этот конец вала опирается на шарикоподшипник. От цент­ ральной шестерни коленчатого вала приводится еще один про­ межуточный, опирающийся на шарикоподшипники, вал, находя­ щийся в картере и служащий для привода вентилятора, обоих распределителей и генератора. Привод четырех распределитель­ ных валов от шестерни на коленчатом валу осуществляется к ка­ ждому ряду цилиндров через пять шестерен с прямыми зубья­ ми, вращающихся на игольчатых подшипниках. Эти шестерни расположены в отдельном картере.

Цилиндр так же, как и поршень, откован из алюминиевого сплава. Ребра механически обработаны. Рабочая поверхность цилиндра хромирована и специально обработана для получения мелких канавок, удерживающих масло.

Дно поршня имеет форму полушара большего радиуса, чем радиус поверхности головки цилиндра. В дне поршня имеются углубления под тарелки клапанов. Два компрессионных кольца, толщиной 1,2 мм и одно маслосъемное кольцо с расширителем изготовлены из специального чугуна. На двигателе применена система впрыска топлива, имеющая следующие преимущества пе­ ред подачей топлива карбюратором; более точное поддержание коэффициента избытка воздуха при изменении частоты враще­ ния двигателя на полной и частичной нагрузках; возможность независимого расположения впускных трубопроводов; нечувстви­ тельность к ускорениям автомобиля и его движению по кривой траектории.

Топливный насос установлен над двигателем и приводится зубчатым ремнем от распределительного вала впускных клапа­ нов. В качестве трубопроводов высокого давления применены найлоновые трубки с внутренним диаметром 2 мм и наружным 6 мм. Все они имеют одинаковую длину. Форсунки отрегулиро­