Инженер А. АЙЗЕНБЕРГ НАМИДВИГАТЕЛИДвигатель «Фиат-500».Эти двигатели применяются в настоящее время в ряде моделей зарубежных микро- и малолитражных автомобилей («Фольксваген», «Фиат-500», «Панар-Дина», «Ситроен-2СУ», БМВ-600 и др.), а также на автомобилях среднего литража («Татра», «Корвэйр»). Двигатели с воздушным охлаждением обычно выполняются с отдельными (съемными) цилиндрами на общем картере. При этом картер цилиндров является основной несущей деталью, отливаемой чаще всего из алюминиевых или магниевых сплавов. Четырех-, шести- и восьмицилиндровые двигатели имеют чаще всего V-образное или оппозитное расположение поршневой авиации и мотоциклецилиндров. Такие схемы обеспечивают строении двигатели с воздушным наименьшую длину двигателя и создаохлаждением полностью вытеснили ют наиболее благоприятные условия для двигатели, имеющие водяное охлаждеохлаждающего воздуха. ние. Но а автомобилестроении они еще движения Двухцилиндровые двигатели, применяне получили достаточного распростраемые в микролитражных автомобилях нения, хотя у них есть ряд достоинств, («Фиат-500», БМВ-600 и др.), имеют и делающих их использование при опрерядное и оппозитное расположение циделенных эксплуатационных условиях линдров. весьма желательным.В нынешнем году на Запорожском заводе начнется выпуск советского микролитражного автомобиля, на котором будет устанавливаться V-образный двигатель оригинальной конструкции е воздушным охлаждением. Мы обратились к одному из конструкторов этого двигателя — научному сотруднику НАМИ А. С. Айзенбергу с просьбой рассказать нашим читателям о преимуществах и недостатках воздушного охлаждения двигателей. Ниже публикуется его статья. Подробное описание конструкции микролитражного двигателя с воздушным охлаждением для автомобиля «Запорожец» будет дано в одном из ближайших номеров.ВСхема регулирования систеохлаждения двигателя «Фольксваген».Газораспределение, как правило, верхнеклапанное. В двигателях с воздушным охлаждением необходимость расположения клапанов в головках цилиндров, помимо общеизвестных причин, обусловливается еще тем, что иначе было бы невозможно удовлетворительно охлаждать цилиндры: при боковых клапанах каналы затрудняют обтекание цилиндров воздухом, вызывая местный перегрев и деформацию. Рассмотрим устройство двигателей с воздушным охлаждением на примере трех характерных моделей: «Фольксваген», «Татра-603» и «Фиат-500», Двигатель «Фольксваген» имеет четырехтактный четырехцилиндровый двигатель с оппозитным расположением цилиндров. Охлаждение двигателя осуществляется с помощью центробежного вентилятора, находящегося на валу генератора, приводимого от коленчатого «ала. Рабочее колесо вентилятора находится в кожухе, в котором установлены разделители воздушного потока. Они направляют охлаждающий воздух на правый и левый ряд цилиндров, их головки и масляный радиатор. Двигатель снабжен терморегулятором, поддерживающим нормальную температуру цилиндров в холодную погоду и обеспечивающим быстрый прогрев после пуска. Двигатель « Т атр а-603» — четырехтактный, восьмицилиндровый с Vобразным расположением цилиндров. Для охлаждения двигателя применены 2 осевых вентилятора, расположенных по обеим сторонам и приводимых от коленчатого вала. Свежий воздух нагнетается вентиляторами с наружной стороны цилиндров, а нагретый выходит из полости в пространстве между ними. Система охлаждения двигателя T-603F работает под разрежением. В этом случае свежий воздух входит в пространство между цилиндрами и, нагретый, удаляется через 'вентиляторы. Д « и гатель «Ф иа т-500» — четырехтактный, двухцилиндровый с вертикально-рядным расположением цилинд-Двигатель «Ллойд-600».Двигатель «Ситроен-2СУ». С ВОЗДУШНЫМ ОХЛАЖДЕНИЕМров. Центробежный вентилятор системы охлаждения приводится от коленчатого вала. Шкив на коленчатом вале выполнен из легкого сплава и служит одновременно корпусом центробежного маслоочистителя. воздух подается к вентилятору по гибкому трубопроводу большого диаметра из коробки, помещенной в задней стенке кузова (под окном). И з вентилятора он идет на обдув головки и цилиндров, а часть его через небольшой дифф узор поступает в воздушный фильтр ик карбюратору. К роме того, некоторое количество воздуха продувается через каналы, образованные масляным поддон оми специальной накладкой, и охлаждает масло. Нагретый воздух, выходящий из междуреберного пространства головок и цилиндров, попадает в специальный кожух и выходит оттуда в атмосферу, либо возвращается к вентилятору (в холодную погоду) и используется для отопления кузова. Сопоставим между собой двигатели с воздушным и водяным охлаждением. В чем их достоинства и недостатки? В двигателях с водяным охлаждением промежуточной средой теплопередачи является какая-либо жидкость, чаще всего вода. Д ля . увеличения поверхности теплоотдачи на автомобили устанавливают радиаторы. Но они сложны в производстве, изготовляются из цветных ме ­ таллов (на медной основе), опаиваются припоями, с одержащими олово и свинец, Радиаторы легко уязвимы, вследствие чего нуждаются в эластичной подвеске. Неисправности системы водяного охлаждения, по зарубежным статистическим данным, составляют до 20 процентов всех неисправностей двигателя. Это в основном течь охлаждающей жидко ­ сти через сальник водяного насоса и соСоединения резиновых шлангов, образование накипи на стенках водяной рубаш ­ ки ив радиаторе. К роме этого, в таких двигателях всегда имеется опасность «размораживания». Двигатели с воздушным охлаждением, в которых тепло отводится оребренными поверхностями цилиндров в поток воздуха, создаваемый специальным вентилятором, естественно, лишены указанных выше недостатков, в этом случае только изредка требуется очистка охлаждающих ребер цилиндров и головок. Тепло, отводимое системой охлаждения, составляет 20 — 2 5 процентов тепла, введенного с топливом. Это тепло не только теряется бесполезно, но и требует для своего отвода затраты части полезной мощности двигателя. На привод вентилятора системы воздушного охлаждения обычно затрачивается мощ ­ ность не большая, ч ем на привод вентилятора и насоса системы водяного охлаждения. У большинства двигателей она составляет 4 — 8 процентов полезной мощности. В двигателях с воздушным охлаждением по сравнению с водяным охлаждением температура стенок цилиндров и головок примерно на 50° выше. М акси ­ мальные ее величины в верхней, наиболее нагретой части цилиндров не должны превышать 180° (лип. на короткое время допускается увеличение до 200°). Существенное значение имеет равномерность распределения температур по высоте и особенно по окружности ци ­ линдра. Она необходима для сведения к минимуму деформации цилиндров при нагреве, что, как известно, сильно влияет на износ деталей цилиндрово-поршневой группы. Испытания, проведенные вНАМИ , а также данные зарубежной литературы свидетельствуют о том, что пределом разности температуры цилиндров по окружности является 30°. Превышение допустимой температуры головки цилиндров может вызвать, помимо падения мощности двигателя и появления детонации, коробление головки. Опыт показывает, что температура внутренних поверхностей камеры сгорания не должна быть больше 250°. К равномерности распределения температуры в стенках головок предъявляются обычно несколько менее строгие требования по сравнению с цилиндрами. Разность в отдельных головках допускается равной 35—50°. Благодаря более высоким температур ам стенок цилиндров и головок в двигателях с воздушным охлаждением на частичных нагрузках (вплоть до самых малых) не наблюдается конденсации паров воды и содержащих серу продуктов сгорания, образования кислот и быстрого старения масла. Все это приводит к некоторому снижению износа деталей и особенно важно при использовании топлива с повышенным содержанием серы. К роме того, причиной сокращения износа является меньшая тепловая инерция двигателей, обусловленная отсутствием охлаждающ ей жидкости, в результате чего холодный двигатель после пуска прогревается намного быстрей. Более высокая температура теплоотдающих поверхностей вызывает некоторое снижение коэффициента наполнения. Но увеличение индикаторного кпд в сочетании с уменьшением потерь на трение приводит к тому, что на частичных нагрузках двигатели с воздушным охлаждением несколько экономичнее двигателей с водяным охлаждением, а на полной — практически не уступают последним по экономическим имощ ностным показателям. Более высокая средняя температура головок цилиндров снижает интенсивность отложения нагара, поэтому дольше сохраняется первоначальная мощность двигателя и требуется менее частая очистка от нагара. Существует мнение, что двигатели с воздушным охлаждением уступают двигателям с водяным охлаждением по надежности и простоте холодного пуска. Объясняют это невозможностью облегчения пуска с помощью горячей воды. Действительно, двигатель с воздушным охлаждением, не снабженный специальным пусковым подогревателем, разогреть при очень низких температурах окр ужающей среды трудно. О днако следует иметь в виду, что применение одной горячей воды ( б ез подогрева масла) не решает полностью проблемы. В то же время, если снабдить двигатель с воздушным охлаждением пусковым подогревателем, то в одинаковых условиях его можно разогреть и пустить, благодаря отсутствию охлажд ающей жидкости и меньшей тепловой инерции, значительно быстрее, чем двигатель с водяным охлаждением. Двигатели с воздушным охлаждением менее чувствительны к изменению температуры окружающей среды и, следовательно, лучше приспособлены для эксплуатации в условиях жаркого климата. Это объясняется не только отсутствием опасности выкипания воды, но и температурным перепадом между теплоотдающими поверхностями двигателя и воздухом. Эксплуатация автомобилей с такими двигателями во избежание их переохлаждения зимой предъявляет особые требования к поддержанию необходимого температурного режима . С этой це ­ лью некоторые из них имеют ручные или автоматически действующие устройства, с помощью которых либо дросселируется вход воздуха в вентилятор («Фольксваген»), либо организуется замкнутое его движение («Фиат-500», «TaTpa-603F»). Наличие съемных цилиндров, как известно, существенно упрощает ремонт двигателя, а также дает известные выгоды в производстве. В данном случае при выходе из строя одного из цилиндров не требуется выбраковывать дорогостоящую деталь — блок цилиндров, как это делается в двигателях с водяным охлаждением. Такая «сборная» конструкция облегчает создание на базе основных деталей семейства двигателей, имеющих разное число цилиндров и отличающихся друг от друга в основном только картерами и валами. Основным недостатком двигателей с воздушным охлаждением является повышенная шумность. Это препятствует распространению их в автомобилестроении. Они применяются обычно только на сравнительно дешевых европейских ма ­ ло- и микролитражных автомобилях. Исключение составляют двигатели «Татра», которые раньше использовались на легковых автомобилях среднего класса — «Татраплан», «Татра-87», а в настоящее время устанавливаются на автомобилях высокого класса — «Татра-603». В 1959 году фирма «Шевроле» ( С ША ) выпустила автомобиль «Корвэйр» с 6-цилиндровым двигателем воздушного охлаждения, и меющим рабочий объем 2,3 л. Повышенная шумность двигателей с воздушным охлаждением является их органической особенностью. Она объясняется большим количеством тонких охлаждающих ребер на поверхности цилиндров и головок. Эти ребра хорошо передают все шумы, возникающие при работе двигателя (от процесса сгорания, работы клапанного механизма, поршней, шестерен и т. д.). В двигателях жес водяным охлаждением шумы в значительной мере поглощаются двойными стенками водяной рубашки и самой охлажд ающей жидкостью. Отдельные недостатки не могут умалить достоинств автомобильных двигателей с воздушным охлаждением. Несомненно одно: они весьма перспективны. За рубежом создаются все новые их типы и модификации. Такие двигатели найдут применение ив отечественном автомобилестроении.25