Для снижения потерь на трение в узлах и механизмах двигателя
необходимо знать их распределение по основным узлам. Исследования потерь на трение в узлах гоночных двигателей проводились фирмой НСУ (ФРГ) и ВНИИМОТОПРОМом (СССР). Результаты этих исследований приведены в таблице.
Наименование параметра или узла | НСУ | С354 |
Обороты коленчатого вала при определении мощности трения (об/мин) | 10 000 | 8250 |
Число цилиндров | 1 | 2 |
Диаметр цилиндра (ход поршня) | 54 X 54 | 60 X 61 |
Степень сжатия | 10,8 | 10,9 |
Мощность трения (%) | 100% | 100% |
Распределение потерь, % | ||
Насосные потери | 15,8 | 5,5 |
Трение поршневых колец | 13,2 | 11 |
Трение поршней | 36,7 | 52,5 |
Трение в подшипнике большой головки шатуна | 6,6 | |
Потери в распределительном механизме | 11,2 | 11,0 |
Затраты мощности на привод маслонасоса | 3,3 | 5,5 |
Затраты мощности на привод магнето | 4 | | 14,5 |
Трение в коренных подшипниках и вентиляционные потери коленчатого вала | 9,2 |
Из приведенных данных видно, что примерно половина мощности трения затрачивается на трение поршней и их колец. Боковая нагрузка на поршень в значительной степени определяется силами инерции поступательно движущихся частей кривошипно-шатунного механизма.
Снижение инерционных сил при заданных оборотах достигается облегчением поршня, поршневых колец, поршневого пальца и шатуна. Поэтому на гоночных двигателях вес вышеуказанных деталей должен быть меньше, чему спортивных и особенно дорожных двигателей.
Снижение веса достигается применением наиболее высококачественных материалов и уменьшением очагов концентрации напряжений на поверхностях деталей путем полировки. Кроме того, используются более короткие поршни, а также кольца с меньшей высотой.
Для снижения потерь на трение в гоночных двигателях очень широко используются подшипники качения. Примером значительного увеличения потерь на трение за счет применения подшипника скольжения в качестве шатунного подшипника является двигатель С354.
По сравнению с двигателем НСУ, потери трения поршня и подшипника которого составляют 43,3%, у двигателя С354 они равны 52,5%.
Потери на трение снижаются, если применить более высокую чистоту обработки поверхностей трущихся деталей. Поэтому для гоночных двигателей чистота обработки трущихся поверхностей не должна быть ниже ∆ 9, лучше — ∆ 11 и ∆ 12.
Кроме того, одним из основных факторов, снижающих мощность трения, является комплекс мероприятий, обеспечивающих надежное жидкостное трение основных трущихся деталей двигателя, а также подбор масел, имеющих высокую гидродинамическую устойчивость масляной пленки при относительно малой вязкости.
«Пособие механикам мотоциклов»,
А.Н.Силкин, Б.С.Карманов