Вихід на максимальну потужність, або в чому причина перегріву двигуна

З настанням літа дні стали спекотними, і стояти в міських пробкахстало просто нестерпно. — тепер їм на власному поті доводитьсявиживати в клітці особистого засобу пересування, проте не тількилюди відчувають літню «коптилку»:мотори автомобілів переносятьзначно більші температурні навантаження, ніж ми.

Перегрів двигуна на сучасних машинах не так явно виражений як, скажімо, на автомобілях радянських розробок Судячи з кількостікнопок включення вентилятора, що встановлюються, до перегрівусхильні двигуни сімейства «Самара» і «Самара-2», а також автомобілі«Десятого» сімейства
Невже двигуни вітчизняних передньопривідних автомобілів і справдісхильні до перегріву Якщо так, то звідки зростає коріння цієїпроблеми, — це недолік мотористів і конструкторів Тольяттінськогозаводу чи це ми неправильно експлуатуємо машину? І чому такоїпроблеми немає на Жигулях? Пропоную розставити всі крапки над Ё, ідля цього нам знадобиться порівняти два двигуни:«копійчаний» і«вісімковий». Наприкінці шістдесятих років фірмою FIAT. Верхнєрозташування розподільного валу дозволило збільшити максимальніобороти двигуна, і як наслідок збільшити ККД, еластичність агрегатута максимальну потужність. Оскільки вентилятор охолодженняобертався примусово від ременя, і ступінь охолодження двигунасильно залежала від частоти обертання колінчастого валу, буловирішено встановити продуктивну помпу для кращої циркуляції рідинита використовувати мідний радіатор. Як не дивно, але в жаркихпробках двигун все одно схильний до невеликого перегріву.
У подальших класичних двигунах було встановлено електровентилятор, який дозволяв без проблем охолоджувати двигун, з куди більшимробочим об'ємом.
> Ну а тепер перейдемо до більш прогресивної конструкції… ДвигунВАЗ 2108 з приводом Двигун для передньопривідного автомобіляповинен мати ряд конструктивних особливостей:по-перше, він повиненбути максимально коротким, щоб він і коробка швидкостей змоглилегко розміститися між коліс, а по-друге, домагаючись паливноїекономічності, двигун повинен працювати на надбідних сумішах, імати більш високий ККД, що вимагає більшого ступеня стиснення. Дваці фактори і визначили конструкцію двигуна ВАЗ 2108, розробленогоспільно з фірмою Porsche. Було опрацьовано понад 500 різнихконфігурацій, і на виході було отримано найнадійніший автомобільнийдвигун, який колись створювався на території СРСР.
Для зменшення ваги передньої частини автомобіля (і для здешевленняавтомобіля загалом) матеріал радіатора став алюмінієвим, а помпавдвічі менш продуктивна, що негативно позначилося на теплопередачі.Однак наявність потужного електровентилятора охолодженнякомпенсувало цей недолік.
Вийшовший двигун об'ємом 1, 3 літра видавав потужність 64 к.С. (47кВт). Діаметр поршня становив 76 мм, яке перебіг 71 мм. Відстаньміж осями циліндрів склала 89 мм. Потім розпочалася самостійнаВАЗівська розробка потужнішого двигуна об'ємом півтора літра. Всяскладність розробки полягала в тому, що, зберігаючи колишнігабарити двигуна, необхідно було збільшити його об'єм. Єдинийспосіб це зробити збільшити діаметр поршня до 82 мм при тій жеміжциліндровій відстані. Залишити протоки між циліндрами сталоконструктивно неможливо і, як наслідок, більш навантажений моторпозбавився водяної сорочки між циліндрами, що явно не покращилотемпературну стійкість двигуна. >

Як не дивно, але у всьому модельному ряді двигунів «жигулів», починаючи від 1, 2 до 1, 7 літрів, зберігалися протоки рідини, — тамміжциліндрові відстані спочатку були досить великими, що безпроблем дозволило збільшувати обсяг двигуна.
Теорія — теорією, а яким чином відсутність проток вплинула натемпературу двигуна – це і буде основною темою сьогоднішньоїстатті.
Для наочного розрахунку запускаємо конструкторську програму, і зарозмірами відтворюємо тривимірну модель штатного двигуна ВАЗ 2108.Ідеальна копія двигуна зажадала б кілька тижнів проробок, томувідтворимо тільки ті елементи, які дійсно нам необхідні. Просторовамодель двигуна ВАЗ 2108 > Для розуміння процесів теплообміну вдвигуні, немає необхідності в складній формі проток в головці блокуциліндрів, і тому спрощуємо її, тим самим розвантаживши комп'ютервід нестерпно довгих розрахунків.
Внутрішню порожнину заповнюємо водою і додаємо продуктивність помпи1 л/сек, що відповідає продуктивності при частоті обертанняколінчастого валу 4000 об/хв. Температура на вході в двигун нехайбуде 75 градусів — створимо імітацію роботи двигуна всередньонавантажених умовах. Далі додаємо потужність тепловиділенняі запускаємо розрахунок.
Першим отримуємо картину в перерізі двигуна:тут наочно видно, якіциліндри, якою мірою нагріваються.

Візуальне уявлення температури двигуна (колір поверхні показуєтемпературу) Як видно, сильніше за інших нагрівся останній відпомпи (четвертий) циліндр, - його температура склала 168 градусівЦельсія.
Запускаємо невагомі кульки в порожнину і дивимося як рідина охоплюєциліндри. Колір кульок також показує температуру води.
Візуальне подання руху рідини

Для наочності рекомендую подивитися анімацію руху води.

Тепер перейдемо до півторалітрового двигуна.

У перетині двигуна наочно видно, що протоки між циліндрамивідсутні.

Блок двигуна ВАЗ 21083 в перерізі Аналогічно заповнюємо водоювнутрішню порожнину двигуна, задаємо таку ж продуктивність помпи ітемпературу на вході в двигун як і в попередньому розрахунку.Відрізнятиметься лише потужність тепловиділення, яку поставимопропорційно обсягу. Запускаємо розрахунок і… бачимо, що максимальнатемпература утворилася між третім і четвертим циліндром – 193градуси Цельсія.
Запустивши в систему кульки, спостерігаємо Течія, схожа на ранішепобачену, але з невеликими змінами.
Візуальне уявлення руху рідини

Однак відсутність каналів між циліндрами – не єдиний сюрприз, підготовлений мотористами. Справа в тому, що зі збільшеннямдіаметра циліндра необхідно встановлювати випередження запалення накілька градусів раніше (для 95-го бензину), ніж у двигуні з меншимоб'ємом. Це пов'язано з тим, що полум'я від свічки запалення (яка, до речі, у восьмиклапанній конструкції розташована невдало длядвигуна 1, 5 літра) довго йде до протилежної стінки циліндра, і щобдати паливу ефективно згоріти, необхідно раніше його підпалювати. Аце тягне за собою велике навантаження, як на поршні, так і наклапани, та й на весь газорозподільний механізм в цілому.
Також до перегріву на допомогу може прийти термостат з пізнімвідкриттям клапана підвищеною температурою включення. Погіршуєситуацію ще й неякісний антифриз, залитий в систему охолодження інизькоякісне моторне масло. Валом.
Як видно факторів, які впливають на передчасне зношуванняпівторалітрового двигуна достатньо. Я ні в якому разі не хочусказати, що цей двигун ненадійний, — при належному догляді і зякісними запчастинами цей двигун відпрацює свій ресурс. Однак припопаданні в агрегат деталей поганої якості, шансів вижити у двигуна1, 3 набагато більше ніж у 1, 5.Тим краще тепловідведення, а отже ібільше надійність та ресурс. Спираючись на цю статтю, і сказаневище, виходить вісімковий двигун з об'ємом 1, 1 літра краще, ніж 1, 3літра ... ». На жаль, це не так. У дефорсованого двигуна також як іу півторалітрового є сюрпризи:через маленьку потужність, йогодоводиться сильніше викручувати, а зменшений ступінь стиснення з9, 9 до 9, 0 (хід поршня зменшений, а об'єм камери згоряння залишивсяколишнім) вимагає встановлювати раннє запалювання під 95-й бензин.Більш того, через зменшений ступінь стиснення, витрата бензинувиходить таким же, як і у більш потужних побратимів. Саме томуавтомобілі з таким обсягом двигуна випускалися тільки на експорт, де вартість авто сильно залежала від об'єму двигуна. Наостанокпідіб'ємо підсумок, як збільшити ресурс роботи двигуна:
— необхідно купувати тільки якісні деталі, і краще ВАЗівські;
— необхідно заливати в двигун тільки якісні антифризи та масла;
— стежити за станом та роботою двигуна (стукіт клапанів можеопосередковано свідчити про неправильну експлуатацію агрегату);
— при частих перегрівах двигуна необхідно усунути причину цієїпроблеми, а не встановлювати кнопку включення вентилятора.

>

Підписуємося, коментуємо, ставимо лайки і обов'язково ділимося здрузями. Допомагала не лише ВАЗу у створенні автомобіля. Осьнаприклад автомобіль Seat Ibiza 1984 випуску (як і ВАЗ 2108). Незнаходите нічого спільного? і краще ВАЗівські; необхідно заливати вдвигун тільки якісні антифризи та масла; стежити за станом іроботою двигуна (стукіт клапанів може побічно свідчити пронеправильну експлуатацію агрегату); />
— при частих перегрівах двигуна необхідно усунути причину цієїпроблеми, а не встановлювати кнопку включення вентилятора.обов'язково ділимося з друзями. PS:Наприкінці сімдесятих роківфірма Porsche допомагала не тільки ВАЗу у створенні автомобіля. Осьнаприклад автомобіль Seat Ibiza 1984 випуску (як і ВАЗ 2108). Незнаходите нічого спільного? і краще ВАЗівські; необхідно заливати вдвигун тільки якісні антифризи та масла; стежити за станом іроботою двигуна (стукіт клапанів може побічно свідчити пронеправильну експлуатацію агрегату); />
— при частих перегрівах двигуна необхідно усунути причину цієїпроблеми, а не встановлювати кнопку включення вентилятора.обов'язково ділимося з друзями. PS:Наприкінці сімдесятих роківфірма Porsche допомагала не тільки ВАЗу у створенні автомобіля. Осьнаприклад автомобіль Seat Ibiza 1984 випуску (як і ВАЗ 2108). Незнаходите нічого спільного?