Возможность форсировки двигателя ЗИС-120 и преимущество V-образных двигателей. Страница 6

По сравнению с центрифугой грязесборник менее эффективен, однако в нем задерживаются наиболее опасные для подшипника твердые и тяжелые частицы.
Сравнительные испытания показывают, что при введении грязе-сборников уменьшаются износы шатунных шеек на 50—60% по сравнению с износом коленчатого вала, не имеющего грязесбор-ников в шатунных шейках.
РАСХОД МАСЛА
На рис. 63 показана построенная по осредненным данным за­висимость количества масла, протекающего через двигатель ЗИЛ-130, от зазора в коренных подшипниках. При изменении за­зора от 0,05 до 0,105 мм (допуск на изготовление деталей) расход масла через двигатель может увеличиться в 2 раза (с 4,5 до 9 л/мин).
Предельный зазор в коренных подшипниках изношенного дви­гателя ЗИЛ-130 достигает 0,17—0,20 мм, а расход масла 1Я— 19 л/мин при п = 1500 об/мин и 33 — 36 л/мин при п = 3000 об/мин.
Увеличение зазоров в коренных и шатунных подшипниках приводит к повышению количества масла, прокачиваемого через двигатель. На первых двигателях ЗИЛ-130 нижний вкладыш коренного подшипника не имел маслораспределителыюй ка­навки, и смазка к шатунному подшипнику подавалась в тече­ние одной половины оборота коленчатого вала, поэтому увеличение зазоров в шатунных подшипниках приводило лишь к незначи­тельному повышению количества масла, прокачиваемого через магистраль. Так, при увеличении среднего зазора в шатунных подшипниках с 0,040 до 0,080 мм количество прокачиваемого масла возрастало на 25%.
Рис. 63. Зависимость коли­чества масла, проходящего через двигатель ЗИЛ-130, от зазора в коренных под­шипниках (давление масла 2,1 кгс/см2 при температуре 75+б р С)
0,09   0,08     0,12 tin
Средний зазор 6 коренных подшипниках

При повышении температуры увеличивается количество масла, прокачиваемого через подшипники двигателя и зазоры между тол­кателями и их направляющими, вследствие уменьшения вязкости. Зависимость этого количества масла от давления его перед под­шипниками (после масляных фильтров), частоты вращения колен­чатого вала и кинематической вязкости масла может быть пред­ставлена эмпирической формулой (в л/мин)

где рм — давление масла в кгс/см2;
А, В, С, D — постоянные;
п — частота вращения коленчатого вала в об/мин; v — кинематическая вязкость масла в сСт. Для нового двигателя ЗИЛ-130 постоянные в зависимости от исходных зазоров в соединениях имеют следующие значения: А = 9,3-9,7; В = 0,9-5-1,8; С = 0,5; D - 0,13-0,14.
Как уже отмечалось, для повышения несущей способности наи­более нагруженных нижних вкладышей коренных подшипников последние на первых двигателях ЗИЛ-130 не имели маслораспре-делительной канавки. При такой конструкции вследствие большой относительной ширины вкладыша толщина масляной пленки в под­шипнике увеличивается и, как следствие, уменьшаются потери на
трение и понижаются температуры вкладыша и вала. Эти несом­ненные преимущества при длительной эксплуатации двигателя исчезают. В подшипники вместе с маслом попадает некоторое ко­личество загрязнений, которые циркулируют в кольцевой масля­ной канавке коренного подшипника до тех пор, пока не будут вы­брошены через зоны стыка вкладыша (так называемые холодиль­ники) или через ненагруженные участки подшипника, в которых зазор больше. Если нижний вкладыш не имеет маслораспреде-лительной канавки, то частицы загрязнений из канавки верхнего вкладыша затягиваются в зазор между коленчатым валом и ниж­ним вкладышем, в результате чего на шейке вала появляются риски и царапины. На нижнем вкладыше в зоне, соответствующей маслораспределительной канавки на верхнем вкладыше, частицы загрязнений прорезают канавку. Уже после пробега автомобилем 30—40 тыс. км глубина этой канавки достигает 0,1—0,2 мм, и несущая способность вкладыша заметно уменьшается.
В нормальных условиях эксплуатации автомобиля и двига­теля описанная система смазки работала надежно. Однако в не­которых специфических условиях, например, при резком увели­чении частоты вращения коленчатого вала до 3500—4500 об/мин и холодном масле в картере, и особенно при засоренной отложе­ниями сетке маслоприемника, наблюдались отдельные случаи за-диров или проворачивания шатунных вкладышей. При проведении экспериментов с вкладышами с антифрикционным слоем из высоко-оловянистого алюминия эти явления особенно заметны.
Для вкладышей этого типа были проведены опыты с непрерыв­ной подачей смазки к шатунным подшипникам.
Непрерывная подача масла осуществлялась по двум схемам. При схеме Б в нижнем вкладыше коренных подшипников была сде­лана маслораспределительная канавка, аналогичная канавке в верхнем вкладыше. При схеме А нижний вкладыш не имел ка­навки, но в коренной шейке было сделано дополнительное отвер­стие, которое позволило осуществить непрерывную подачу смазки к шатуну от маслораспределительной канавки верхнего вкладыша. Применение непрерывной подачи смазки к шатунным подшипни­кам значительно увеличило количество масла, прокачиваемого через них. Это количество масла увеличилось почти в 2 раза. Ниже приведено количество масла, прокачиваемого через двигатель (в л/мин) при различных схемах подвода смазки (в числителе — при давлении масла 2,0—2,2 кгс/см2, в знаменателе— при 2,9— 3,1 кгс/см2):
Схема А ....... 9—11/12—14
Схема Б .......11—13/15—17
Серийная схема   , . . .     4—6/7—9
Поскольку схема А отличается от серийной только наличием дополнительного отверстия в коренной шейке, можно сделать вывод, что количество прокачиваемого масла увеличивается лишь
за счет расходов масла через шатунные подшипники. При непре­рывной подаче смазки к шатунным подшипникам температура масла, выходящего из этих подшипников, понижается. При частоте вращения 3200 об/мин и полностью открытой дроссельной заслонке температура масла в двигателе ЗИЛ-130 уменьшается более чем на 25° С.
При непрерывной подаче смазки по схеме Б на нижних вкла­дышах коренных подшипников рисок и царапин образуется еще больше, чем при серийной схеме, вследствие того, что центробеж­ные силы, действующие в канале коренной шейки, отбрасывают загрязнения, к нижнему вкладышу, где скапливаются загрязне­ния, затягиваемые из маслораспределительной канавки верхнего вкладыша.
Длительные эксплуатационные испытания двигателей ЗИЛ-130 с непрерывной подачей смазки к шатунным подшипникам с по­мощью маслораспределительной канавки на нижнем коренном вкладыше показали, что износ вкладышей и шеек коленчатого вала при этом не увеличивается. В настоящее время все двигатели ЗИЛ-130 имеют коренные подшипники с маслораспределительной канавкой на обоих вкладышах.
Расход масла (угар) в двигателе ЗИЛ-130 складывается из расходов масла через зазоры цилиндро-поршневой группы и зазоры между направляющими втулками и стержнями впускных и выпускных клапанов. Угар масла у обкатанного двигателя ЗИЛ-130 с чугунными маслосъемными кольцами составляет 0,19—0,23 кг/ч. При этом расход масла через зазоры между стерж­нями и направляющими втулками клапанов равен 0,06—0,07 кг/ч, или 25—37% общего расхода масла. По мере износа двигателя угар масла увеличивается. После работы двигателя в течение 1000 ч общий расход масла возрастает до 0,44—0,46 кг/ч, а расход масла через зазоры втулок — до 0,16—0,19 кг/ч. Для уменьше­ния расхода масла через эти зазоры на стержни клапанов надевают защитные резиновые колпачки. Кроме того, на верхнем конце направляющей втулки впускного клапана отверстие под стер­жень выполнено с острой кромкой. Оба этих конструктивных мероприятия позволяют уменьшить расход масла через зазоры между направляющими втулками клапанов и их стержнями на 35—40%.
Угар масла в двигателе ЗИЛ-130 в значительной мере зависит от конструкции маслосъемных колец. На основании данных сравни­тельных испытаний чугунных и стальных пластинчатых хромиро­ванных маслосъемных колец с осевым и тангенциальным расшири­телями было установлено, что последние значительно лучше копируют неровности внутренней рабочей поверхности цилиндра и регулируют толщину масляной пленки, а также значительно снижают расходы масла.
Испытания двигателей, проведенные на пяти автомобилях ЗИЛ-130, показали, что при чугунных маслосъемных кольцах
расход масла после пробега 12 тыс. км состовлял примерно 0,35 кг на 100 км. В случае установки стальных пластинчатых хромиро­ванных маслосъемных колец расход масла после такого же про­бега снизился до 0,09 кг на 100 км.
На двигателе, имеющем износ цилиндро-поршневой группы в пределах 0,1—0,15 мм (пробег в условиях эксплуатации около 100 тыс. км) после замены чугунных поршневых колец на сталь­ные пластинчатые угар масла уменьшается примерно в 4—5 раз.
Сила прижатия сегмента стального пластинчатого кольца к гильзе цилиндра влияет на условия регулирования расхода масла. Эта сила определяется упругостью собственно сегмента и радиального расширителя кольца, а также величиной начального и конечного зазоров между гильзой цилиндра и поршнем.
Влияние упругости радиального расширителя на расход масла показано ниже:
Сила   упругости расшири­теля в кгс....... 0 2       3       4 6
(без рас­ширителя)
Расход масла в кг/ч    ...       0,18        0,07  0,045 0,040 0,038
Из этих данных следует, что близкий к минимальному расход масла достигается при силе упругости радиального расширителя 3 кгс. Дальнейшее увеличение силы прижатия кольца к стенке гильзы цилиндра незначительно изменяет расход масла. По чер­тежу сила упругости расширителя равна 4—5 кгс. Расход масла на этом же двигателе с чугунными маслосъемными кольцами равен 0,13 кг/ч.
Глава IV. СИСТЕМА ПИТАНИЯ
ТРЕБОВАНИЯ, ПРЕДЪЯВЛЯЕМЫЕ К ПРИБОРАМ СИСТЕМЫ ПИТАНИЯ
Вследствие непрерывного совершенствования автомобильных двигателей с искровым зажиганием (повышения их экономичности, мощности и надежности) весьма высокие требования предъяв­ляются к системе питания. Это объясняется тем, что от работы приборов, входящих в нее, в значительной мере зависят показа­тели двигателя.
Общими требованиями для всех приборов системы питания являются:
— соответствие современному уровню техники и возможность модернизации;
— сохранение выбранных параметров и оптимальных регули­ровок неизменными в процессе эксплуатации автомобиля;
— высокие эксплуатационные качества, удобство монтажа на двигателе и легкий доступ при проведении технического об­служивания;
— минимальные габаритные размеры и масса приборов, а также сочетаемость их форм с конфигурацией и компоновкой двигателя;
— технологичность конструкции.
Наряду с этим каждый из приборов должен отвечать специ­фическим для него требованиям, приведенным ниже.
карбюратор
Одним из требований, предъявляемых к карбюратору, является легкий пуск двигателя при различных температурах окружающего воздуха и наличие устройства автоматического или полуавтомати­ческого типа для поддержания необходимого состава смеси при прогреве двигателя. Дозирующие системы карбюратора должны автоматически приготовлять смесь наивыгоднейшего состава для установившихся и неустановившихся режимов, обеспечивать плавный и быстрый переход работы двигателя с одного режима на другой и быть нечувствительными (в особенности система холо-
стого хода) к резким торможениям и изменениям направления движения автомобиля. Параметры карбюратора должны быть такими, чтобы при полностью открытой дроссельной заслонке мощность и крутящий момент двигателя были максимальными. Поплавковый механизм должен поддерживать необходимый уро­вень топлива в поплавковой камере при движении автомобиля в различных дорожных условиях. Число подвижных деталей в карбюраторе должно быть минимальным, а в системе регулирова­ния состава смеси не должно быть упругих элементов и трущихся соединений. Карбюратор должен бесперебойно подавать горючую смесь в цилиндры при углах подъема дороги и бокового крена автомобиля, оговоренных в техническом задании.
ТОПЛИВНЫЙ НАСОС
Топливный насос должен непрерывно подавать топливо из бака в карбюратор и автоматически изменять его количество при изменении режима работы двигателя. При механическом при­воде насос должен иметь узел ручной подкачки для предваритель­ного заполнения топливом поплавковой камеры карбюратора при неработающем двигателе. Чтобы предотвратить образование паровых пробок в системе питания, подача насоса должна в 3— 5 раз превосходить расход топлива двигателем при его работе на режиме максимальной мощности.
ВОЗДУХООЧИСТИТЕЛЬ
Основные требования, предъявляемые к воздухоочистителю,— эффективная очистка воздуха, поступающего в двигатель, и большой межпрофилактический период. Из масляной ванны не должно уноситься масло при горизонтальном и наклонном поло­жениях воздухоочистителя. Падение мощности двигателя при работе с воздухоочистителем не должно быть более 1—2%.
ТОПЛИВНЫЕ ФИЛЬТРЫ
Топливо перед поступлением в приборы системы питания должно быть тщательно очищено от механических примесей и воды. В связи с этим предусматривается многократная фильтра­ция топлива. Такая фильтрация даже сравнительно чистого к моменту заправки топлива необходима еще и потому, что после заправки при движении автомобиля механические примеси, пыль и вода могут попасть в топливный бак. Например, при движении автомобилей летом в колонне по проселочным дорогам в топливо попадает большое количество пыли. В топливный бак пыль посту­пает вместе с воздухом через впускной клапан пробки бака, в котором по мере расхода топлива создается разрежение. Вместе с воздухом в топливный бак проникают водяные пары, которые
в нем конденсируются. Вода, попадая в систему питания, вызы­вает коррозию металла, а при низкой температуре замерзает, что может вызвать прекращение подачи топлива. Кроме того, в системе питания откладываются смолистые вещества, содержа­щиеся в бензине, и механические примеси, вследствие чего приборы системы питания и топливопроводы засоряются и подача топлива прекращается. Таким образом, основные требования к топливным фильтрам сводятся к следующим:
— высокая механическая прочность (в особенности это отно­сится к фильтрам, установленным в магистрали на шасси);
— достаточная теплостойкость (особое внимание надо обра­щать на фильтры, расположенные под капотом);
— малое гидравлическое сопротивление, чтобы оно не влияло на основные характеристики двигателя;
— высокая очистительная способность, обеспечивающая бес­перебойную работу других приборов питания;
— хорошая промываемость и возможность регенерации в экс­плуатации.
ВЫБОР КОНСТРУКТИВНЫХ СХЕМ ПРИБОРОВ
карбюратор
При выборе схемы карбюратора для двигателя ЗИЛ-130 предпочтение было отдано схеме карбюратора с падающим пото­ком, который отличается простотой конструкции, так как воздуш­ные каналы в нем не имеют поворотов, удобством монтажа на дви­гателе и присоединения воздухоочистителя, а также легким до­ступом при обслуживании. Кроме того, такой карбюратор обеспе­чивает более высокий коэффициент наполнения двигателя, чем карбюратор с восходящим потоком.
Одним из важнейших вопросов, решаемых при создании карбюратора, является выбор способа компенсации состава смеси.
Опыт производства и применения карбюраторов с различными способами компенсации состава смеси показал следующее.
В случае использования способа компенсации при помощи компенсационного колодца, как, например, у карбюратора МКЗ-14 (рис. 64, а), требуются дополнительные основные регули­ровочные элементы, которые, кроме конструктивных, технологи­ческих и эксплуатационных затруднений, вызывают также затруд­нение с регулировкой карбюратора, которая должна быть очень точной для правильного взаимодействия системы компенсации с его другими системами.
Применение способа компенсации состава смеси с помощью дозирующей иглы, перемещающейся в главном жиклере (рис. 66, е), например карбюраторы МКЗ-ЛЗ и ЛКЗ К-24, выявило значитель­ные технологические трудности при изготовлении пары игла— жиклер и сравнительно низкую эксплуатационную стабильность


Рис. 64. Принципиальные схемы карбюраторов с различными способами компен­сации состава смеси:
а — с компенсационным колодцем и с питанием из него системы холостого хода; б — с пневматическим торможением топлива в главной дозирующей системе и с системой холостого хода, включенной после главного жиклера; в — с пневматическим торможе­нием топлива в главной дозирующей системе, в которую включена система холостого хода, и с дополнительным корректированием состава смеси дозирующей иглой (с механи­ческим приводом); г — с регулированием разрежения в диффузоре в сочетании с работой системы холостого хода; д — с диффузором переменного сечения


1 A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z 
А Б В Г Д Е Ж З И К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Э Ю Я