Повышение среднего эффективного давления четырехтактных двигателей за счет увеличения коэффициента наполнения

Гоночные двигатели имеют коэффициент наполнения η_υ = 1,3 при максимуме Р_е, что в основном достигается:

1. Большой пропускной способностью впускного клапана (или клапанов) и соответствующей ей средней скорости газов (около 80 м/сек) на режиме максимальной мощности.
2. Подбором оптимальных геометрических размеров выпускной системы и длины впускного тракта.
3. Оптимальным соотношением проходных сечений впускных и выпускных клапанов.
4. Малыми гидравлическими сопротивлениями выпускного и особенно впускного тракта.

Средняя скорость газов равна:

где: V_n — средняя скорость поршня, м/сек; D — диаметр цилиндра, мм; 5 — ход поршня, мм; d — диаметр начала впускного канала или диффузора карбюратора, мм.

Пример подсчета средней скорости газов двигателя С159.

D = 55 мм; 5 = 52 мм; he = 12800 об/мин; d = 28,6 мм;

А у двигателя С259 : D = 55 мм; 5 = 52 мм; d = 28 мм; П = 11500 об/мин;

Экспериментально установлено, что наивысшие значения коэффициента наполнения достигаются при V_r = 80 м/сек и V_n = 19 — 20 м/сек. Тогда d = (0,49 — 0,5) D. Внутренний диаметр седла dr клапана должен быть немного больше диаметра начала впускного канала, так как его проходное сечение уменьшается стержнем клапана. В среднем d₂ = U0 б, однако в ряде случаев d_r = 6.

Для увеличения проходного сечения впускного клапана внутренняя поверхность седла выполняется не цилиндрической, как обычно, а конической.

Сферическое седло с клапанами

Достаточно точно площадь проходного сечения f_ка клапана подсчитывается по формуле:

где: d_кл — наружный диаметр головки клапана; е — ширина фаски на клапане или седле; а — угол фаски клапана; h — подъем клапана.

Пример подсчета площади проходного сечения клапана двигателя С259:

Из формулы следует, что f_кл увеличивается с уменьшением ширины фаски, поэтому максимальное проходное сечение клапана достигается при сферических контактных поверхностях седла и клапана — теоретически е = 0.

Однако уже при притирке такого клапана к седлу появляется фаска шириной 0,7 — 1,0 мм, быстро расширяющаяся в процессе работы двигателя. Это сопровождается изменением зазора между клапанами и рокером (толкателем или коромыслом).

«Пособие механикам мотоциклов»,
А.Н.Силкин, Б.С.Карманов