Впускные каналы.
На наполнение цилиндра двигателя больше всего влияют впускные каналы и клапаны. Одной из причин повышенного сопротивления каналов газообмена
являются уступы в местах соединения трубопровода с
головкой цилиндров, с карбюратором, с приемной трубой системы выпуска, которые могут быть устранены доработкой впускных каналов. В некоторых серийных
двигателях в зонах соединения трубопровода с головкой
цилиндров предусмотрено выполнение конических отверстий с небольшим утлом. Этим достигается совпадение каналов даже при существенном смещении стержней при отливке относительно центрующих отверстий.
Улучшение наполнения цилиндров определяется снижением сопротивления впускной и выпускной системы,
выбором настроенных систем газообмена (длина и диаметр каналов, фазы газораспределения, сопротивление
системы газообмена), оптимизацией фаз газораспределения и режима подогрева смеси.
Наибольший эффект достигается при применении
настроенных систем газообмена в двигателях с распределенным или непосредственным впрыскиванием бензина. Впускная система имеет ресивер, от которого к
каждому цилиндру идут каналы одинаковой длины, чем
достигается равномерное распределение смеси по цилиндрам, повышение наполнения за счет применения
инерционного наддува, исключения подогрева воздуха.
При правильной настройке системы газообмена удастся
добиться увеличения коэффициента наполнения на
8... 15%, причем величина наполнения за счет дозарядки цилиндра
превышает единицу. Соответственно повышается и крутящий момент при высокой частоте вращения, но при
низких частотах вращения он может снижаться. Это
приводит к ухудшению динамики автомобиля и ездовых
качеств.
С целью частичной ликвидации этого недостатка ряд фирм (Volvo, Audi и др.) уже давно выпускают двигатели с двухступенчатым впускным трубопроводом. В
зоне высоких частот вращения (свыше 4000 об/мин) заслонки открыты и воздух идет по короткому каналу длиной 450-480 мм.
При переходе на средние и низкие частоты вращения коленчатого вала впуск воздуха производится подлинному каналу
(длиной от ресивера до клапана до 650 мм и выше). В результате крутящий момент увеличивается на 8-12%. Созданы модификации двигателей
с двухступенчатыми каналами и для автомобилей ВАЗ.
Наибольшего эффекта удается достичь при использовании впускной системы с бесступенчатой регулировкой длины каналов и изменением фаз
газораспределения. При работе на полной нагрузке бесступенчатое регулирование длины впускных каналов и момента запаздывания закрытия впускного клапана увеличивает
наполнение цилиндров на всем рабочем диапазоне скоростных режимов. Такая система реализована на двигателях BMW серии 7. Регулирование длины впускного канала ла
от 231 до 673 мм осуществляется поворотом цилиндрических золотников. Внутри ресивера проходят две
оси для отдельных золотников (для золотников каждого
ряда цилиндров своя ось). Максимальный угол поворота
золотников 236 градусов. Полный поворот осуществляется менее
чем за одну секунду. При низких частотах вращения (до
3500 об./мип) воздух поступает по длинному каналу.
При этом за счет инерции потока смеси предотвращается обратный выброс смеси при движении поршня после
НМТ. При переходе на высокие частоты вращения золотники поворачиваются и смесь подается по короткому
каналу. Это уменьшает аэродинамическое сопротивление смеси и увеличивает наполнение цилиндров, а следовательно, и мощность двигателя.
Фирма BMW, создавая новые 4-х и 8-ми цилиндровые
двигатели, пошла путем регулирования не только фаз газораспределения и длины впускных каналов, но и высоты подъема впускных клапанов, создав оригинальный
механизм их привода
