WWW.MASH.DOBROTA.BIZ
БЕСПЛАТНАЯ  ИНТЕРНЕТ  БИБЛИОТЕКА - онлайн публикации
 


Pages:   || 2 |

«А. А. Сабинин. Скоростные автомобили. А. А. САБИНИН СКОРОСТНЫЕ АВТОМОБИЛИ Издательство „ФИЗКУЛЬТУРА И СПОРТ” Москва 1953 Книга с сайта А. А. Сабинин. ...»

-- [ Страница 1 ] --

А. А. Сабинин. Скоростные автомобили .

Книга с сайта http://gaz20.spb.ru

А. А. Сабинин. Скоростные автомобили .

А. А. САБИНИН

СКОРОСТНЫЕ

АВТОМОБИЛИ

Издательство

„ФИЗКУЛЬТУРА И СПОРТ”

Москва 1953

Книга с сайта http://gaz20.spb.ru

А. А. Сабинин. Скоростные автомобили .

ВВЕДЕНИЕ

Широкое развитие автомобильного спорта в нашей стране привлекает к нему за последнее время все большее внимание. Среди различных видов автомобильных соревнований одно из важнейших мест занимают скоростные соревнования, проводимые по дорогам с твердым покрытием .

Автомобили, используемые для скоростных соревнований, можно разделить на три основные группы: 1) серийные автомобили, подвергнутые некоторым переделкам,

2) спортивные автомобили и 3) гоночные автомобили. Все эти автомобили предназначаются для достижения наибольших скоростей движения в соревнованиях и называются скоростными автомобилями .

В настоящей книге приведено описание конструкции скоростных автомобилей, причем наибольшее внимание уделено серийным автомобилям, приспособленным к спортивным соревнованиям, и гоночным автомобилям, построенным на базе стандартных агрегатов .

В книге также рассматриваются наиболее типичные специальные конструкции гоночных автомобилей, имеющие перспективы дальнейшего развития .

При рассмотрении конструкции отдельных агрегатов наибольшее место отводится тем агрегатам, конструкция которых имеет наиболее характерные особенности, присущие новым типам скоростных автомобилей .

В книге также даются сведения по динамике скоростных автомобилей и приводятся главнейшие параметры, необходимые при проведении основных динамических расчетов. Кратко изложены основы управляемости и устойчивости гоночных автомобилей .

Материал, относящийся к серийным легковым автомоКнига с сайта http://gaz20.spb.ru А. А. Сабинин. Скоростные автомобили .

билям, предназначенным для участия в скоростных соревнованиях, дан в разрезе последнего положения о всесоюзных соревнованиях и новых правил соревнований по автомобильному и мотоциклетному спорту .

Книга рассчитана на широкий круг читателей, связанных с автомобильным спортом: водителей, механиков, тренеров, достаточно хорошо знакомых с общим устройством автомобиля .

Книга с сайта http://gaz20.spb.ru А. А. Сабинин. Скоростные автомобили .

ЗАДАЧИ АВТОМОБИЛЬНОГО СПОРТА В СССР

В Советском Союзе физическая культура является одним из средств коммунистического воспитания трудящихся .

Партия и правительство уделяют большое внимание физической культуре и массовому развитию различных видов спорта в нашей стране и создают все необходимые условия для роста спортивных достижений .

Постановление ЦК ВКП (б) от 27 декабря 1948 г. о развитии физкультурного движения и повышения мастерства советских спортсменов ставит задачу — завоевать в ближайшие годы мировое первенство по важнейшим видам спорта .

Автомобильный спорт совершенствует мастерство вождения автомобилей, вырабатывает в спортсменах ценные физические и волевые качества, а также способствует развитию автомобильной техники. Развитие последней связано с непрерывным ростом скорости как легковых, так и грузовых автомобилей .

С увеличением скорости движения повышается производительность автомобильного транспорта. Максимальная скорость, развиваемая автомобилем, характеризует степень технического совершенства его конструкции .





Усовершенствование конструкции автомобилей новых советских марок сопровождается улучшением их эксплуатационных качеств, среди которых одно из первых мест занимает улучшение динамики автомобилей .

Под динамическими качествами автомобиля понимают те качества, которые обеспечивают автомобилю возможность развивать наибольшую скорость, осуществлять быстрый разгон, легко преодолевать подъемы и в конечном счете давать наибольшую среднюю скорость движения .

Книга с сайта http://gaz20.spb.ru А. А. Сабинин. Скоростные автомобили .

Наибольшая скорость на прямом участке пути является одним из основных динамических показателей автомобиля .

Конструкция автомобиля для движения с высокими скоростями должна обеспечивать ему повышенную надежность и хорошую устойчивость. Кроме того, автомобиль должен иметь хорошую, обтекаемую, внешнюю форму. При спортивных соревнованиях детали автомобиля работают в очень тяжелых условиях, что позволяет наиболее полно проверить работоспособность различных конструкций .

Спортивные и гоночные автомобили служат целям проверки различных конструктивных усовершенствований, качества которых могут быть выявлены в условиях скоростных соревнований. Использование в советском автомобильном спорте как серийных, так и специальных спортивных и гоночных автомобилей дает широкие возможности для проведения экспериментальных работ .

Во всех крупных автомобильных соревнованиях участвуют представители заводов автомобильной промышленности. Заводские конструкторы и инженеры экспериментальных отделов, участвуя в работе технических комиссий соревнований, получают ряд ценных сравнительных данных. При этом выявляются слабые места в конструкции отдельных агрегатов серийных автомобилей, которые дальнейшем устраняются .

Спортивные и гоночные автомобили, строящиеся у нас главным образом, с использованием стандартных агрегатов, позволяют проверить предельные возможности форсировки этих агрегатов и наметить пути их дальнейшего усовершенствования .

Новые модели спортивных и гоночных автомобилей строятся нашими заводами с таким расчетом, чтобы ряд их агрегатов можно было использовать на перспективных моделях серийных автомобилей .

Вовлечение в автомобильный спорт широких масс водителей способствует повышению их квалификации, так как для достижения успеха в автомобильных соревнованиях водитель должен изучать автомобильную технику,, хорошо знать все конструктивные особенности своего автомобиля и непрерывно совершенствовать мастерство вождения .

Постройка сети усовершенствованных автомагистралей и связанный с этим рост скорости движения автомобилей требуют от водителей повышения искусства управления

Книга с сайта http://gaz20.spb.ru А. А. Сабинин. Скоростные автомобили .

автомобилем. При этом автомобильный спорт сможет принести водителям большую пользу:

В ближайшее время перед автомобильным спортом в

СССР стоят следующие основные задачи:

1. Развитие массовых соревнований на серийных автомобилях (шоссейные гонки, кроссы, соревнования на мастерство экономичного вождения и др.) .

2. Создание специальных спортивных и гоночных автомобилей в соответствии с общим направлением развития конструкции отечественных легковых автомобилей .

3. Повышение мастерства советских автоспортсменов и завоевание новых мировых рекордов и достижений .

КРАТКИЕ СВЕДЕНИЯ О РАЗВИТИИ

АВТОМОБИЛЬНОГО СПОРТА В СССР

В дореволюционной России отсутствие собственной автомобильной промышленности тормозило развитие автомобильного спорта, но передовая часть технической общественности проявляла большой интерес к автомобильным соревнованиям. Первые автомобильные и мотоциклетные гонки были проведены в России в 1898 г. между Александровской и Стрельней (возле Петербурга) на дистанцию 39 верст. Время победителя этих гонок — 1 час. 33 мин .

36 сек., что соответствует скорости 24,5 км/час (на одноместном трицикле) .

В последующие годы скорость движения автомобилей в соревнованиях быстро возрастала. В 1908 г. в гонках по маршруту Петербург — Москва средняя скорость, достигнутая победителем соревнований Б. Эмери на автомобиле «Бенц», составляла 82 км/час .

Автомобильные гонки выявили ряд выдающихся русских автомобильных спортсменов; некоторые из них участвовали в гонках на отечественных автомобилях марки «Руссобалт». Так, гонщик Иванов достиг в 1913 г. на автомобиле этой марки (рабочий объем цилиндров 4,9 л) скорости 129 км/час на дистанции 1 верста с хода. Это был высокий показатель для обычного легкового автомобиля, подвергнутого лишь незначительной форсировке .

В том же 1913 г. в специальных рекордных заездах на дистанцию 1 верста с хода Ф. Хернер достиг скорости 201 км/час, что близко подходило к мировому абсолютному рекорду того времени .

Книга с сайта http://gaz20.spb.ru А. А. Сабинин. Скоростные автомобили .

–  –  –

Русские гонщики с успехом выступали также и на международных соревнованиях; так, известный московский автомобилист-спортсмен А. Солдатенков являлся победителем в нескольких крупных соревнованиях .

–  –  –

После Великой Октябрьской социалистической революции автомобильный спорт начал быстро развиваться в связи с широким развертыванием отечественной автомобильной промышленности. После освоения выпуска первых советских легковых автомобилей начались работы по повышению скорости и приспособлению их к спортивным целям .

Первые советские спортивные автомобили были построены на базе стандартных легковых автомобилей, выпускавшихся в то время нашими заводами .

До Великой Отечественной войны для создания спорКнига с сайта http://gaz20.spb.ru А. А. Сабинин. Скоростные автомобили .

Рис. 3. Автомобиль «ЗИС-спорт»

тивных автомобилей использовались серийные легковые автомобили ГАЗ-А и М-1, выпускавшиеся Горьковским автозаводом имени Молотова .

Различными автомобильными клубами были построены спортивные автомобили на базе автомобиля ГАЗ-А. Так, Центральный авто-мотоспортивный клуб СССР построил автомобиль с двухместным открытым кузовом (рис. 1);

на рис. 2 представлена схема спортивного автомобиля, построенного на базе автомобиля ГАЗ-А, контур которого показан штриховой линией .

В 1938 г. Г. Клещев (Ленинградский авто-мотоклуб) построил двухместный спортивный автомобиль на базе шасси М-1, на котором он установил абсолютный всесоюзный рекорд скорости 143,2 км/час на дистанции 1 км со стартом с хода .

В 1938 г. на Горьковском автозаводе имени Молотова шасси автомобиля М-1 было приспособлено к установке двухместного спортивного кузова, а в 1939 г. завод выпустил спортивный автомобиль ГЛ-1 с шестицилиндровым двигателем класса до 3500 см3. Во время испытаний автомобиль ГЛ-1 развивал скорость до 160 км/час .

В 1939 г. на Московском автозаводе имени Сталина на базе шасси автомобиля ЗИС-101 был построен двухместный спортивный автомобиль «ЗИС-спорт» (рис. 3), относившийся к классу до 8000 см 3. За счет форсировки двиКнига с сайта http://gaz20.spb.ru А. А. Сабинин. Скоростные автомобили .

гателя, улучшения внешней формы и снижения веса скорость этого автомобиля была значительно повышена по сравнению с серийной моделью. При испытаниях на дистанцию 1 км со стартом с хода скорость автомобиля достигла 162,4 км/час .

После Великой Отечественной войны развитие скоростных автомобилей связано с выпуском нашей промышленностью новых моделей легковых автомобилей .

В феврале 1949 г. были проведены гонки Москва — Минск — Москва. В этих гонках участвовали серийные легковые автомобили марок «Победа» и «Москвич», без каких-либо существенных изменений их конструкции. Это вызывалось необходимостью всестороннего испытания ходовых качеств автомобилей новых моделей и прежде всего стремлением проверить их надежность при длительном напряженном режиме работы .

Соревнования показали хорошие результаты; средние скорости движения автомобилей на дальних дистанциях оказались близкими к максимальным скоростям, гарантируемым заводами для серийных моделей. Во время гонок производилась регистрация рекордов на дистанциях 500 и 1000 км (табл. 1) .

Таблица 1 Результаты гонок на дистанции 500 и 1000 км

–  –  –

Надежность серийных легковых автомобилей оказалась достаточно высокой, что дало возможность использовать их для спортивных целей .

Для повышения спортивных результатов и для предоставления автоспортсменам более широкой инициативы в дальнейшем было разрешено вносить различные изменения в конструкцию серийных легковых автомобилей .

Действовавшая в то время классификация спортивных Книга с сайта http://gaz20.spb.ru А. А. Сабинин. Скоростные автомобили .

–  –  –

Победителями соревнований по классу автомобилей до 2500 см3 был М. Метелев (Горьковский автомобильный завод), показавший среднюю скорость 147,221 км/час на всей дистанции, и по классу до 1200 см3 — Л. Гивартовский (МЗМА) — средняя скорость 115,392 км/час .

Автомобиль М. Метелева имел обтекаемый кузов представлявший собою широкую модернизацию (рис. 4), кузова автомобиля М-20. Двигатель, установленный на автомобиле, имел рабочий объем цилиндров до 2,49 л и достаточно высокую форсировку (степень сжатия 7) .

На некоторых других автомобилях были кузовы измененной формы, а также обтекатели из органического стекла над передней частью автомобиля .

Как показали результаты соревнований, автомобили М-20 с улучшенными по обтекаемости кузовами развивали наиболее высокие средние скорости (табл. 2) .

Таблица 2 Результаты соревнований 1950 г .

–  –  –

Так как переделка кузова достаточно сложна и трудоемка и ограничивает возможность дальнейшей эксплуатации автомобиля, в положение о всесоюзных автомобильных соревнованиях г. было внесено Запрещение изменять внешнюю форму автомобиля. Остальные конструктивные переделки автомобилей, разрешенные в 1950 г., допускались также и в соревнованиях 1951 г., и розыгрыш первенства СССР по автомобильному спорту проводился в тех же классах .

В шоссейных гонках на первенство СССР 1951 г. приняло участие 18 автомобилей класса до 2500 см3 и 9 автомобилей класса до 1200 см3 .

Книга с сайта http://gaz20.spb.ru А. А. Сабинин. Скоростные автомобили .

Несмотря на сохранение стандартной формы кузова, на автомобилях, занявших первые места, была достигнута более высокая средняя скорость движения, чем в предыдущем году на автомобилях со специальными кузовами .

Так, победитель соревнований Л. Дашков развил среднюю скорость движения 152,1 км/час на дистанции 300 км .

Увеличение скорости движения произошло вследствие более высокой форсировки двигателей. В 1951 г. большая часть участвовавших в соревнованиях автомобилей М-20 имела двигатели со степенью сжатия 7,5—8, в то время как в соревнованиях 1950 г. степень сжатия в большинстве случаев не превышала 7 .

В рекордных заездах, проведенных в 1951 г., приняли участие гоночные автомобили, построенные на базе агрегатов серийных автомобилей: автомобиль «Харьков-3»

класса до 2500 см3, построенный на базе агрегатов автомобиля М-20, и «Шахтер» класса до 1200 см3, выполненный на базе агрегатов автомобиля «Москвич». На этих гоночных автомобилях в течение 1951 г. был установлен ряд всесоюзных рекордов на различные дистанции .

В 1952 г. Комитетом по делам физической культуры и спорта при Совете Министров СССР была введена новая классификация спортивных и гоночных автомобилей, а также введены изменения в правила проведения соревнований на серийных автомобилях .

В соответствии с этим решением Комитета установление рекордов проводится по определенным классам автомобилей, в зависимости от рабочих объемов их двигателей*, а розыгрыш лично-командных первенств и другие массовые соревнования проводятся по маркам отечественных легковых автомобилей без изменений рабочего объема их двигателей .

Всесоюзные автомобильные соревнования 1952 г. включали рекордные заезды и шоссейные гонки на дистанцию 500 км, причем в последних приняло участие 26 автомобилей М-20 и 10 автомобилей «Москвич» .

Вследствие более длинной дистанции соревнований и запрещения увеличивать рабочий объем двигателей средние скорости движения на всей дистанции были несколько меньшими, чем в соревнованиях 1951 г .

–  –  –

Победитель соревнований М. Метелев добился средней скорости движения 142,9 км/час на дистанции 500 км .

Всесоюзные автомобильные соревнования 1952 г. показали возросшее мастерство водителей и высокую надежность серийных легковых автомобилей, большая часть которых закончила всю дистанцию без каких-либо дефектов и повреждений .

В рекордных заездах участвовали гоночные автомобили различных классов в соответствии с повой классификацией. Большинство из них было выполнено на базе агрегатов серийных автомобилей .

Наиболее высокая скорость движения 215,182 км/час была достигнута гонщиком И. Помогайбо на автомобиле «Дзержинец» (рис. 5) класса до 3000 см3 на дистанции 1 км со стартом с хода .

Помимо гоночных автомобилей, построенных в основном с использованием стандартных агрегатов, в Советском Союзе построено несколько моделей специальных рекордно-гоночных автомобилей с двигателями малого рабочего объема .

Наиболее высокие результаты были достигнуты на рекордно-гоночных автомобилях типа «Звезда» .

За период с 1946 по 1952 г. на этих автомобилях установлено 20 всесоюзных рекордов скорости на различные

Книга с сайта http://gaz20.spb.ru А. А. Сабинин. Скоростные автомобили .

дистанции, часть из которых превышает мировые достижения для автомобилей соответствующего класса .

В 1952 г. мастер спорта А. Амбросенков на последней модели автомобиля этого типа «Звезда М НАМИ» установил несколько рекордов в классах до 250, 350 и 500 см3, заменяя двигатели на одном и том же автомобиле .

ВИДЫ АВТОМОБИЛЬНЫХ СОРЕВНОВАНИЙ

И КЛАССИФИКАЦИЯ СКОРОСТНЫХ АВТОМОБИЛЕЙ

Автомобильные соревнования, проводимые в СССР, весьма разнообразны: шоссейные гонки, автомобильные кроссы, соревнования на мастерство экономичного вождения, заезды для установления рекордов на короткие и длинные дистанции и др .

Каждый вид соревнования преследует определенные цели и имеет свои особенности .

Соревнования, имеющие целью достижение наиболее высоких скоростей, обычно называют скоростными соревнованиями. Такие соревнования являются наиболее ответственными, так как при высоких скоростях особое значение приобретает безопасность движения. Эти соревнования имеют большое значение и с точки зрения выявления различных конструктивных особенностей автомобилей .

Для массового развития автомобильного спорта большинство соревнований в СССР проводится на серийных отечественных автомобилях .

В скоростных соревнованиях принимают участие серийные легковые автомобили, в конструкции которых производятся различные изменения соответственно с условиями, предусмотренными положением о соревнованиях .

Грузовые автомобили в скоростных соревнованиях не участвуют .

Специально спортивные и гоночные автомобили выделяются в отдельные группы с зачетом по соответствующим классам .

В настоящей книге, посвященной скоростным автомобилям, даны основные сведения о скоростных соревнованиях .

Скоростные соревнования бывают линейными, которые проводятся по усовершенствованным дорогам и автомагистралям, и кольцевыми, проводимыми по специальным кольцевым дорогам, а также на треках и автодромах .

Книга с сайта http://gaz20.spb.ru А. А. Сабинин. Скоростные автомобили .

Дороги, по которым проводятся скоростные соревнования, должны иметь хорошее покрытие, исправные дорожные сооружения, мосты, переезды и должны быть полностью закрыты для постороннего движения. На протяжении всей дистанции соревнований должны быть приняты меры по охране шоссе с тем, чтобы предупредить случайное появление на нем во время соревнований каких-либо видов транспорта, людей и животных. На подходах к опасным пунктам шоссе должны быть установлены предупредительные знаки, расположенные на видном месте по краям дороги на расстоянии 100—300 м до опасного пункта .

Основным видом автомобильных скоростных соревнований в СССР являются в настоящее время линейные шоссейные гонки. Такие гонки проводятся обычно на дистанциях 100, 200 и 500 км, при этом дистанции проходятся в двух направлениях с поворотом .

Специальные рекордные заезды проводятся на дистанциях 1, 5 и 10 км со стартом с хода и на дистанциях 1, 50, 100, 200, 500, 1000, 2000, 3000 км со стартом с места .

Все дистанции со стартом с хода и дистанция 1 км со стартом с места проходятся в двух направлениях, причем зачетная скорость определяется по среднему времени прохождения дистанции в обоих направлениях. Между стартом заезда в одном направлении и финишем в другом направлении должно пройти для километровой дистанции не более 10 мин., а для 5- и 10-километровых дистанций не более 20 мин .

Зачетная дистанция и прилегающие к ней участки для разгона длиною 100 м с каждой стороны не должны иметь уклонов дороги более 1% .

К рекордным заездам допускаются автомобили различной конструкции в соответствии с классификацией, установленной Всесоюзным комитетом по делам физической культуры и спорта. Классификация спортивных и гоночных автомобилей производится по рабочему объему цилиндров двигателей .

время* Принятая в настоящее классификация спортивных и гоночных автомобилей предусматривает следующие классы:

–  –  –

Указанная классификация совпадает с международной классификацией спортивных и гоночных автомобилей, в соответствии с которой международная автомобильная федерация производит регистрацию мировых рекордов скорости по автомобильному спорту .

Специальные автомобили, предназначенные для спортивных целей, делятся на две основные категории: спортивные автомобили и гоночные автомобили .

Спортивные автомобили имеют специальные, но не менее чем двухместные кузовы и двигатели без нагнетателей .

Спортивные автомобили обычно оборудуются, как и серийные легковые автомобили, приборами освещения и сигнализации, а также имеют обычное оперение (буферы, облицовки и т. п.) и должны быть приспособлены к общепринятым условиям движения по дорогам .

Спортивные автомобили обычно строятся на базе шасси легковых автомобилей; в конструкцию двигателя и агрегатов силовой передачи вносятся отдельные изменения; кузовы для этих автомобилей строят специальные .

Согласно положению о шоссейных соревнованиях, принятому Всесоюзным комитетом по делам физической культуры и спорта, спортивные автомобили относятся к той или иной группе в зависимости от типа двигателя, принятого за основу при конструировании автомобиля. Эти группы устанавливаются в соответствии с типами выпускаемых в данное время двигателей серийных легковых автомобилей .

Увеличение рабочего объема и числа цилиндров двигателя против принятой за основу марки не разрешается;

при изготовлении двигателей иной конструкции по сравнению с прототипом эти требования также сохраняются .

Книга с сайта http://gaz20.spb.ru А. А. Сабинин. Скоростные автомобили .

Кроме того, к спортивным автомобилям предъявляются следующие требования: кузов автомобиля с количеством мест не менее двух может иметь любую форму, но должен быть снабжен полным оборудованием и иметь внешние очертания нормального пассажирского автомобиля.

При этом обязательным оборудованием является:

1) крылья над колесами, прикрепленные к кузову или раме автомобиля;

2) ветровое стекло;

3) полный комплект электрооборудования (включая генератор, аккумуляторную батарею, фары, задние фонари, сигнал, стартер и пр.);

4) освещаемый щиток с приборами;

5) два независимо действующих надежных тормоза, причем ножной тормоз на все колеса;

6) укрепленное запасное колесо;

7) зеркало обратного вида площадью не менее 60 см2;

8) капот, закрывающий все детали и оборудование двигателя;

9) тент, обеспечивающий надежное закрытие пассажирских мест;

10) боковые стекла шириной не менее 0,4 м и высотой не менее 0,2 м;

11) при закрытом кузове задняя панель должна иметь стекло .

Установка воздушных фильтров и глушителей на спортивных автомобилях не обязательна. При снятом глушителе выпускная труба должна быть выведена к заднему мосту, причем должна заканчиваться на расстоянии 200— 250 мм от заднего моста .

Допускается производить подачу воздуха к карбюратору из пространства перед радиатором, но без ущерба для внешнего вида автомобиля .

Колеса и шины можно применять любого размера, но шины должны быть специальной конструкции, рассчитанной на длительное движение с максимальной для данного автомобиля скоростью .

Гоночные автомобили имеют специальные одноместные кузовы и высокофорсированные двигатели без нагнетателей или двигатели с нагнетателями, обеспечивающими получение наиболее высокой литровой мощности .

Гоночные автомобили, предназначенные для различных шоссейных соревнований, получают название дорож

<

Книга с сайта http://gaz20.spb.ru А. А. Сабинин. Скоростные автомобили .

но-гоночных автомобилей в отличие от рекордно-гоночных автомобилей, служащих только для участия в рекордных заездах .

К гоночным автомобилям предъявляют следующие основные технические требования:

а) автомобиль по своей конструкции не должен представлять опасности для участвующих в соревновании и окружающих;

б) капот автомобиля должен быть надежно укреплен и плотно прикрывать пространство между радиатором и кузовом; если автомобиль имеет крылья, то они должны закрывать колеса не менее чем на одну треть длины окружности; крылья должны быть прикреплены к кузову или к раме автомобиля (крепить крылья к осям запрещается);

в) на автомобилях должны быть установлены шины улучшенного качества, обеспечивающие безопасность движения;

г) между местом водителя и двигателем должна находиться перегородка для защиты в случае появления пламени;

д) выпуск отработавших газов должен быть направлен так, чтобы не мешать сзади идущим автомобилям;

е) автомобиль должен быть снабжен надежно действующими тормозами .

Для стимулирования роста спортивных достижений Всесоюзным комитетом по делам физической культуры и спорта утверждены нормативы для установления рекордов скорости на различные дистанции по каждому классу автомобилей (см. приложение I) .

Серийные автомобили, участвующие в скоростных шоссейных соревнованиях, согласно последнему положению, должны сохранять конструкцию шасси и внешнюю форму без каких-либо изменений. Допускается форсировка двигателя без изменения рабочего объема*, числа цилиндров и расположения клапанов, а также изменение систем смазки, охлаждения, питания и зажигания. Допускается изменение передаточного числа главной передачи и установка любых дополнительных приборов .

Техническое состояние автомобиля должно отвечать условиям безопасности движения .

–  –  –

Серийные автомобили, участвующие в соревнованиях, разбиваются на группы по моделям автомобилей .

Все автомобили, участвующие в соревнованиях, подвергаются предварительному осмотру технической комиссией соревнований, которая может не допустить автомобиль к соревнованию, если он не отвечает предъявляемым к нему требованиям .

ОСНОВНЫЕ ПАРАМЕТРЫ

И ОБЩАЯ КОНСТРУКТИВНАЯ КОМПАНОВКА

СКОРОСТНЫХ АВТОМОБИЛЕЙ

Основные параметры и конструктивная компановка скоростных автомобилей определяются прежде всего их назначением .

Серийные автомобили, приспособленные к спортивным целям, и спортивные автомобили имеют общепринятую для легковых автомобилей конструктивную компановку, а специально гоночные автомобили имеют большей частью оригинальные конструктивные решения и по своей общей компановке не похожи на автомобили серийного производства .

Ниже рассмотрены основные условия, влияющие на конструкцию гоночных автомобилей, и основные конструктивные схемы, принятые в настоящее время для этих автомобилей .

Конструктивная компановка гоночного автомобиля зависит от того, для какого вида соревнований он предназначен. Прежде всего выявляется основное различие между рекордно-гоночными автомобилями, предназначенными для установления рекордов на короткие дистанции, и дорожно-гоночными автомобилями, рассчитанными на длительные шоссейные соревнования .

В настоящее время среди отечественных гоночных автомобилей преобладают модели, предназначенные для установления рекордов на средние дистанции, так, например, «Харьков-6», «Дзержинец», «Шахтер» и др., имеющие кузовы с закрытыми колесами. Эти автомобили можно использовать и для линейных шоссейных гонок .

Типичными представителями рекордно-гоночных автомобилей являются автомобили типа «Звезда» в классах до 250, 350 и 500 см3 .

Книга с сайта http://gaz20.spb.ru А. А. Сабинин. Скоростные автомобили .

Дорожно-гоночные автомобили должны обладать:

1) высокими динамическими качествами (способностью развивать большую скорость и осуществлять быстрый разгон);

2) хорошей устойчивостью и управляемостью, гарантирующей безопасность движения;

3) достаточной прочностью и надежностью для бесперебойной работы в длительных соревнованиях;

4) высокой маневренностью при кольцевых (особенно гонках) .

Для получения высоких динамических качеств необходимы:

1) большая мощность двигателя;

2) малая площадь лобового сопротивления и хорошая обтекаемость автомобиля;

3) небольшой вес автомобиля;

4) высокий к. п. д. силовой передачи;

5) правильный подбор передаточных чисел главной передачи и коробки передач;

6) шины специального типа с высоким внутренним давлением .

На современных гоночных автомобилях устанавливаются специальные двигатели, имеющие высокую литровую мощность* .

Значительная часть мощности гоночного автомобиля затрачивается на преодоление сопротивления воздуха .

Поэтому при разработке общей компановки гоночного автомобиля стремятся снизить потери, уменьшая площадь лобового сопротивления и улучшая обтекаемость автомобиля. Совместное решение этих двух задач представляет большую трудность, так как наилучшие результаты по обтекаемости дают автомобили с колесами, закрытыми обтекателями, выполненными вместе с кузовами, а это приводит к некоторому увеличению площади лобового сопротивления .

Автомобили с открытыми колесами дают наименьшую площадь лобового сопротивления, но худшую обтекаемость .

В настоящее время большинство дорожно-гоночных автомобилей имеет кузовы с открытыми колесами .

* Способы получения высокой литровой мощности будут рассмотрены в разделе двигателей; здесь же необходимо указать на наиболее рациональное использование мощности .

Книга с сайта http://gaz20.spb.ru А. А. Сабинин. Скоростные автомобили .

Рис. 6. Дорожно-гоночный автомобиль с открытыми колесами Примером такой конструкции является автомобиль, показанный на рис. 6 .

Площадь лобового сопротивления для автомобилей «средних» классов удается свести при этом до F = 0,9— —1,0 м2. Коэффициент обтекаемости составляет в среднем Сх = 0,2—0,25 .

Рекордно-гоночные автомобили строятся обычно с колесами, закрытыми обтекателями, что значительно улучшает их обтекаемость .

На рис. 7 показан внешний вид рекордно-гоночного авРис. 7. Рекордно-гоночный автомобиль «Звезда 3М»

с колесами, закрытыми обтекателями Книга с сайта http://gaz20.spb.ru А. А. Сабинин. Скоростные автомобили .

Рис. 8. Внешний вид автомобиля «Харьков-Л250»

томобиля «Звезда 3М» класса до 350 см3 с колесами, закрытыми обтекателями, выполненными заодно целое с кузовом .

В табл. 3 приведены средние данные по основным параметрам рекордно-гоночных автомобилей различных классов. Как видно из таблицы, для автомобилей «младших» классов удается достичь очень хорошего соотношения между F и С .

Улучшение обтекаемости рекордно-гоночных aвтомобилей с меньшим рабочим объемом двигателя достигается за счет создания более совершенной формы кузова, так как малогабаритные двигатели легче вписываются в заданную форму кузова, не имеют частей, выступающих за его габариты, и не требуют устройства специальных обтекателей для закрытия этих частей .

На рис. 8 показан Рис. 9. Вид спереди автомобиля внешний вид автомобиля «Харьков-Л250»

Книга с сайта http://gaz20.spb.ru А. А. Сабинин. Скоростные автомобили .

«Харьков-Л250» с двигателем с рабочим объемом 250 см3, а на рис. 9 — вид автомобиля спереди (ниже, на рис. 70 видна установка двигателя на этом автомобиле). Как видно из этих рисунков, двигатель хорошо вписывается в габариты кузова, который имеет поэтому выгодную обтекаемую форму .

На стр. 122 показана установка двигателя с рабочим объемом 3000 см3 на автомобиле «Дзержинец». Двигатель имеет увеличенные габариты по высоте и значительно Рис. 10. Наклонная установка на автомобиле двигателя, имеющего большие габариты по высоте выступает за пределы верхней панели кузова, вследствие чего размеры обтекателя за сидением водителя значительно увеличиваются, а внешние очертания обтекателя получаются не столь выгодными, как в тех случаях, когда такой обтекатель служит дополнением к колпаку над головой водителя .

На некоторых автомобилях двигатели, имеющие большую высоту, устанавливаются иногда наклонно относительно продольной вертикальной плоскости (рис. 10) .

Большой вес увеличивает потери на сопротивление качению и затрудняет разгон автомобиля. Снижение веса гоночных автомобилей достигается созданием деталей наиболее рациональной формы и размеров, а также применением наиболее высококачественных материалов, допускающих высокие напряжения. Во всех случаях, где это ;

–  –  –

возможно по условиям прочности, применяются легкие сплавы .

Высокий к. п. д. m силовой передачи достигается тщательной обработкой и сборкой всех деталей и применением высококачественной смазки. Для гоночных автомобилей в среднем к. п. д. силовой передачи m = 0,9, но у некоторых автомобилей m достигает величины 0,92—0,95 .

Для получения высокой скорости движения автомобиль должен иметь передаточное число главной передачи, подобранное в соответствии с повышением мощности, а для совершения быстрого разгона — иметь достаточное число ступеней в коробке передач (4—5 ступеней) и определенное соотношение между их передаточными числами .

Для уменьшения сопротивления качению желательно иметь большое давление в шинах. Это давление ограничивается требованиями плавности хода и опасностью подскакивания колес на самых незначительных неровностях дороги, что вызывает их пробуксовку .

Устойчивость и управляемость автомобиля имеют не менее важное значение, чем динамические качества .

Устойчивость скоростных автомобилей в весьма большой степени зависит от высоты центра тяжести, распределения веса по осям, типа подвески и качества шин .

При разработке конструкции скоростного автомобиля в первую очередь приходится сталкиваться с необходимостью правильного распределения веса по осям. Для обеспечения устойчивости вес между передней и задней осями автомобиля должен распределяться равномерно. Практически у большинства гоночных автомобилей на заднюю ось приходится 54—57% общего веса и соответственно 46—43% на переднюю ось. Такое соотношение в распределении весов дает хорошие результаты как в отношении сохранения устойчивости, так и в отношении увеличения сцепного веса, поскольку ведущими колесами обычно бывают задние .

Возможность допустить небольшое расстояние от нижней точки автомобиля до полотна дороги позволяет понизить расположение рамы и всех основных агрегатов, что уменьшает высоту расположения центра тяжести. Кроме того, следует все агрегаты, обладающие большим весом, располагать вблизи центра тяжести, уменьшая тем самым момент инерции автомобиля относительно вертикальной оси, проходящей через центр тяжести, что облегчает

Книга с сайта http://gaz20.spb.ru А. А. Сабинин. Скоростные автомобили .

автомобилю вход и выход из виражей с высокой скоростью .

Современные дорожно-гоночные автомобили обладают высокой маневренностью: небольшие габариты допускают малые радиусы поворотов, а хорошая устойчивость и управляемость позволяют проходить эти повороты с большой скоростью .

Основными вопросами общей компановки гоночного автомобиля является выбор: расположения двигателя, привода на переднюю или заднюю ось, типа применяемых агрегатов, формы кузова, определение габаритных размеров и основных параметров автомобиля .

Рис. 11.

Схема гоночного автомобиля с передним расположением двигателя:

1 — топливный бак, 2 — двигатель, 3 — радиатор В настоящее время на гоночных автомобилях применяется как переднее, так и заднее расположение двигателя .

Расположение двигателя в передней части является классическим для конструкции современных серийных автомобилей. На рис. 11 изображена схема гоночного автомобиля с передним расположением двигателя .

При создании гоночного автомобиля с использованием стандартных агрегатов переднее расположение двигателя несколько облегчает решение различных конструктивных задач (правильное распределение веса между передней и задней осями, устройство системы охлаждения с меньшим отдалением радиатора от двигателя, расположение топливных баков) .

Заднее расположение двигателя получает на гоночных автомобилях за последнее время все большее распространение. На рис. 12 приведена схема гоночного автомобиля с задним расположением двигателя .

Основные преимущества такого расположения заключаются в следующем:

1. Длина вала, передающего крутящий момент от дви

<

Книга с сайта http://gaz20.spb.ru А. А. Сабинин. Скоростные автомобили .

гателя к ведущим задним колесам, будет значительно короче. Это снижает потери в силовой передаче и увеличивает ее к. п. д. за счет уменьшения вибраций, которые имеют место при длинном карданном вале .

2. Уменьшение веса силовой передачи вследствие сокращения длины карданного вала .

3. Более низкое расположение центра тяжести автомобиля, способствующее повышению его устойчивости вследствие отсутствия проходящего посередине карданного вала, что дает возможность опустить сидение водителя .

При правильном расположении и устройстве топливных баков может быть достигнуто распределение веса по Рис. 12.

Схема гоночного автомобиля с задним расположением двигателя:

1 — радиатор, 2 — топливный бак, 3 — двигатель осям в указанных выше пределах. Так, у ряда современных гоночных автомобилей с задним расположением двигателя на переднюю ось приходится 44—45%, а на заднюю — 55—56% общего веса автомобиля .

Недостатком заднего расположения двигателя на дорожно-гоночных автомобилях является некоторое затруднение управления автомобилем на повороте. При движении на вираже автомобиль под действием центробежной силы, приложенной к центру тяжести, стремится повернуться вокруг передней оси. Для противодействия заносу задних колес водитель должен выравнивать автомобиль соответствующим поворотом руля в сторону бокового заноса. Если водитель сидит в передней части автомобиля, то он в меньшей степени ощущает занос задних колес и не так быстро реагирует на это явление .

В большинстве гоночных автомобилей с задним расположением двигателя сидение водителя удается расположить в середине автомобиля и практически ухудшение управляемости автомобиля на повороте при этом не ощущается .

–  –  –

Рис. 13. Общий вид гоночного автомобиля Горьковского автозавода Выбор привода на передние или задние колеса также связан с решением вопроса о наиболее рациональном размещении всех агрегатов автомобиля. При установке двигателя в передней части автомобиля привод на передние колеса имеет преимущества, аналогичные преимуществам заднего расположения двигателя при задних ведущих колесах .

Привод на передние колеса несколько облегчает управление автомобилем на повороте, но значительно ухудшает приемистость автомобиля, так как во время разгона происходит перераспределение нагрузки и большая часть ее передается на задние колеса. При этом нагрузка на передние ведущие колеса, а следовательно, и сцепной вес уменьшаются. Следствием этого является большая склонность автомобилей с передним приводом к пробуксовке колес, ввиду чего этот привод и не получил большого распространения .

Привод на задние колеса принят на большинстве гоночных автомобилей как с задним, так и с передним расположением двигателя. При расположении двигателя впереди применяют различные схемы компановки агрегатов

Книга с сайта http://gaz20.spb.ru А. А. Сабинин. Скоростные автомобили .

силовой передачи, чтобы обеспечить низкое и удобное расположение водителя .

В некоторых случаях двигатель устанавливают под углом к продольной оси автомобиля и смещают карданную передачу вбок относительно нее .

Для использования максимального сцепного веса применяют привод на все колеса. В настоящее время это имеет применение на некоторых рекордно-гоночных автомобилях. При этом устанавливают два двигателя, один из которых связан с передними, а другой с задними колесами .

Общая компановка автомобиля зависит также от наличия рамы .

Большинство современных гоночных автомобилей имеет жесткую раму, обычно выполняемую из тонкостенных стальных труб .

Безрамные конструкции с несущим кузовом встречаются на гоночных автомобилях сравнительно редко. Необходимость создания жесткого, прочного, несущего кузова вызывает усложнение его конструкции, что в гоночном автомобиле приводит иногда к слишком громоздкой форме .

Примером такой конструкции является гоночный автомобиль, построенный на базе автомобиля М-20 Горьковским автозаводом к Всесоюзным автомобильным соревнованиям 1951 г. (см. рис. 13) .

Выбор основных параметров гоночного автомобиля:

базы, ширины колеи, габаритов (длины, ширины, высоты) и др. — зависит прежде всего от размеров двигателя, а следовательно, от его класса .

Для автомобилей «младших» классов, имеющих двигатели небольших рабочих объемов, габаритов и веса, облегчается создание конструкции с наименьшими внешними размерами и хорошей обтекаемостью. Пределом для уменьшения размеров гоночного автомобиля является необходимость удобного расположения гонщика и обеспечение ему благоприятных условий для управления автомобилем .

Обычно водитель размещается в середине автомобиля, и его вес равномерно распределяется на переднюю и заднюю оси автомобиля .

В табл. 4 приведены основные данные отечественных гоночных автомобилей .

–  –  –

КОНСТРУКЦИЯ ДВИГАТЕЛЕЙ СКОРОСТНЫХ

АВТОМОБИЛЕЙ

На автомобилях, принимающих участие в скоростных соревнованиях, применяют двигатели различных типов .

Серийные легковые автомобили, участвующие в соревнованиях, могут иметь лишь ограниченные изменения в конструкции двигателей, что строго оговаривается положением о соревнованиях .

Спортивные автомобили, построенные на базе агрегатов серийных автомобилей, могут иметь серийные или специальные двигатели без нагнетателей с определенным рабочим объемом и числом цилиндров для каждого класса автомобилей. Никаких других ограничений в конструкции двигателя не предусматривается .

Двигатели специальных гоночных автомобилей должны иметь рабочий объем в пределах, установленных для данного класса. Допускается установка на гоночных автомоКнига с сайта http://gaz20.spb.ru А. А. Сабинин. Скоростные автомобили .

билях любых поршневых двигателей внутреннего сгорания (газотурбинные и реактивные двигатели относятся к особой группе). Двигатели могут иметь нагнетатели различных типов. На многих гоночных автомобилях младших классов устанавливают двигатели гоночных мотоциклов .

Ввиду совершенно различного характера конструкции двигателей для серийных, спортивных и специально гоночных автомобилей ниже будут рассмотрены изменения конструкции двигателей серийных автомобилей и серийных двигателей для спортивных и гоночных автомобилей, построенных на базе стандартных агрегатов, а также специальные двигатели гоночных автомобилей .

Основные способы повышения мощности быстроходных автомобильных двигателей В двигателях внутреннего сгорания в механическую работу превращается тепло, выделяемое при сгорании топлива в цилиндрах двигателя. При этом в полезную работу превращается лишь относительно небольшая часть тепла, выделяемого при сгорании топлива, а остальное тепло расходуется непроизводительно. Чтобы получить от двигателя наибольшую мощность, необходимо увеличить количество сгорающего в нем топлива, увеличив количество подаваемой в цилиндры горючей смеси, и уменьшить непроизводительные потери тепла .

Для быстроходных автомобильных двигателей распределение затрат тепла на полезную работу и различные потери, так называемый тепловой баланс двигателя, выглядит следующим образом:

1. В полезную работу превращается тепла 25—30% при работе двигателя с полной нагрузкой; с уменьшением нагрузки двигателя использование тепла ухудшается .

2. Потери тепла через систему охлаждения составляют от 25 до 35%. При увеличении числа оборотов потери относительно уменьшаются, так как в период каждого цикла сокращается время на теплопередачу в стенки цилиндра и охлаждающую воду. В эти потери включаются потери тепла, выделяющегося при трении поршней и колец о стенки цилиндров .

Книга с сайта http://gaz20.spb.ru А. А. Сабинин. Скоростные автомобили .

3. Потери тепла с отработавшими газами являются наибольшими и составляют от 30 до 40% всего количества тепла, которое может быть выделено при сгорании топлива. С повышением числа оборотов эти потери увеличиваются .

4. Потери тепла вследствие неполноты сгорания топлива в цилиндрах двигателя происходят в результате недостатка воздуха при работе на обогащенных смесях и недостаточно хорошего перемешивания топлива с воздухом .

Эти потери достигают 5% .

5. Потери тепла, затрачиваемые на работу трения и привод вспомогательных механизмов, составляют около 10% .

Таким образом, при работе двигателя с полной нагрузкой и большим числом оборотов распределение тепла можно характеризовать следующими данными (в %):

Тепло, превращенное в полезную работу (эффективную)

Потери с водой

Потери с отработавшими газами

Потери от неполноты сгорания топлива

Потери на работу трения и привод вспомогательных механизмов

Итого

Основным способом улучшения использования тепла, выделяемого при сгорании топлива, а следовательно, и увеличения мощности двигателя является повышение степени сжатия. При повышении степени сжатия уменьшается температура отработавших газов, а следовательно, и количество уносимого с ними тепла; несколько уменьшается и теплоотдача в охлаждающую воду ввиду уменьшения объема и поверхности камеры сгорания .

Большое значение имеет снижение потерь тепла на работу трения и приведение в действие вспомогательных механизмов. Эти потери увеличиваются с ростом числа оборотов. Если принять все эти потери за 100%, то они распределяются примерно следующим образом (в %):

Трение поршней

Трение в подшипниках

Механизм распределения

Магнето

Масляные насосы

Водяной насос

Итого

Книга с сайта http://gaz20.spb.ru А. А. Сабинин. Скоростные автомобили .

Следовательно, основную часть этих потерь составляют потери на трение, которые зависят от теплового режима двигателя, качества смазки, материала деталей и удельных давлений на поверхностях трения .

Ниже будут рассмотрены основные мероприятия, направленные на улучшение наполнения двигателей горючей смесью и снижение непроизводительных потерь тепла, за счет чего достигается повышение мощности автомобильных двигателей, используемых для спортивных целей .

Изменения конструкции двигателей серийных автомобилей Двигатели серийных автомобилей, принимающих участие в скоростных соревнованиях, должны иметь: стандартные рабочий объем, число цилиндров и систему газораспределения с нижним расположением клапанов. Эти ограничения предусматривают сохранение всех основных деталей двигателя и возможность его дальнейшей эксплуатации .

Основные допускаемые изменения в конструкции серийного двигателя сводятся к его форсировке и усовершенствованию систем охлаждения и смазки .

Под форсировкой двигателя понимается весь комплекс работ, направленный на повышение мощности .

Основными способами повышения мощности двигателя являются: повышение степени сжатия; усовершенствование впускного тракта для увеличения коэффициента наполнения; уменьшение сопротивления выпуску отработавших газов; регулировка карбюраторов на мощностной состав смеси и повышение интенсивности зажигания .

Перед форсировкой новый двигатель должен быть правильно обкатан для обеспечения хорошей приработки деталей шатунно-кривошипного механизма .

Обкатку двигателя можно производить на автомобиле, находящемся в эксплуатации, с соблюдением всех правил, указанных в заводской инструкции. Как показывает практика подготовки автомобилей к соревнованиям, продолжительность обкаточного пробега желательно увеличить не менее чем до 5000 км .

Повышение степени сжатия. Двигатели отечественных серийных легковых автомобилей имеют степень сжатия 6,2—6,7. Увеличение степени сжатия дает первоначально Книга с сайта http://gaz20.spb.ru А. А. Сабинин. Скоростные автомобили .

–  –  –

смеси из пространства над клапанами в полость цилиндра (рис. 15). Для увеличения проходного сечения прибегают к устройству углубления в блоке возле впускного клапана и устраняют порог, снимая часть верхней кромки цилиндра (рис. 16) .

Для лучшего отвода тепла чугунные головки цилиндров заменяют алюминиевыми .

Поверхность камеры сгорания тщательно полируют .

Указанные мероприятия обеспечивают достаточное проходное сечение в пределах повышения степени сжатия примерно до 8. Дальнейшее увеличение степени сжатия для двигателей с нижними клапанами, даже при изготовлении новых головок цилиндров, приводит к значительному дросселированию, уменьшает наполнение и не дает желаемого эффекта .

Замена стандартных прокладок головки блока необходима во всех случаях, так как они не обес- печивают достаточной плотности при повышенРис. 16. Способы увеличения проных давлениях в цилин- ходного сечения в камере сгорания драх. Практика соревнований показывает, что сход автомобилей с дистанции часто происходит вследствие выхода из строя стандартных прокладок головки блока .

Стандартные прокладки лучше всего заменять прокладками из мягкой отожженной красной меди толщиною около 0,5 мм. Во избежание прорыва газов нужно производить равномерную затяжку всех шпилек крепления головки цилиндров блока, соблюдая при этом определенную последовательность, указываемую обычно в заводских инструкциях .

Повышение коэффициента наполнения. Увеличение мощности двигателя путем улучшения наполнения

–  –  –

Рис. 17. Установка двух карбюраторов на автомобиле «Москвич»

цилиндров горючей смесью оценивается коэффициентом наполнения. Повышение коэффициента наполнения обеспечивается усовершенствованием впускного тракта и установкой нескольких карбюраторов — обычно один карбюратор на два цилиндра .

Впускные трубопроводы изготавливают вновь, при этом они должны иметь форму с плавными переходами от одного сечения к другому, без резких изгибов. Внутреннюю поверхность трубопроводов полируют для уменьшения потерь на трение смеси о неровности стенок. Впускные трубопроводы должны быть расположены так, чтобы подогрев их от выпускной системы был минимальным, так как увеличение температуры горючей смеси уменьшает ее плотность и снижает коэффициент наполнения .

Установка одного карбюратора на каждые два цилиндра улучшает распределение смеси по цилиндрам и уменьшает гидравлические потери. На рис. 17 показана установка двух карбюраторов на автомобиле «Москвич», а на рис. 18 — установка четырех карбюраторов на автомобиле ЗИС-110 .

–  –  –

У четырехцилиндровых двигателей ставят по одному карбюратору на два соседних цилиндра, так что один карбюратор обслуживает 1 и 2-й, а другой 3 и 4-й цилиндры двигателя. У шестицилиндровых двигателей при установке двух карбюраторов одна линия питания обеспечивает работу первых трех цилиндров, а вторая — последующих трех цилиндров .

Для уменьшения пульсации потока смеси трубопроводы отдельных карбюраторов соединяются между собою балансирными трубками .

Как показал опыт соревнований, применение отдельных карбюраторов на каждые два цилиндра дает благоприятные результаты как в отношении повышения мощности, так и в отношении равномерности работы двигателя на повышенных режимах .

При работе на прикрытых дросселях и переменных режимах применение нескольких карбюраторов может привести к падению мощности, вызывая так называемые провалы характеристики. Это явление объясняется малой скоростью потока воздуха в диффузорах, так как суммарное сечение их значительно возрастает, что ведет к ухуд

<

Книга с сайта http://gaz20.spb.ru А. А. Сабинин. Скоростные автомобили .

шению смесеобразования четырехцилиндровом двигав теле с двумя карбюраторами суммарное сечение возрастает вдвое) .

Для предотвращения указанного явления устанавливают карбюраторы с меньшими проходными сечениями диффузоров. Такая установка применяется при соревнованиях на большие дистанции, так как в этом случае двигатель не может все время работать на режиме полной нагрузки, и водитель периодически изменяет режим работы двигателя в зависимости от рельефа дороги .

При установке двух и более карбюраторов на одном двигателе они должны иметь одинаковую регулировку .

Тщательная регулировка может быть обеспечена при испытании двигателя на стенде .

Вследствие трудности обеспечения одинаковой регулировки на серийных двигателях не устанавливают большого числа карбюраторов, например по одному карбюратору на каждый цилиндр. Установка нескольких карбюраторов требует также синхронизированного управления ими от общего вала, связанного с педалью управления дроссельной заслонкой .

Помимо обработки внутренней поверхности впускного трубопровода, необходимо уменьшить сопротивление проходу горючей смеси в каналах блока и в сечении, закрываемом клапаном. При этом необходимо обеспечить точное совпадение отверстий во фланцах трубопроводов с отверстиями каналов блока цилиндров; имеющиеся выступы должны быть сглажены. Прокладки между фланцами трубопроводов и блоком цилиндров должны быть точно подогнаны и не должны иметь внутренних выступов .

Направляющие втулки клапанов срезают заподлицо со стенками впускных каналов. Впускные каналы, выполняемые обычно двойными для пары соседних впускных клапанов, желательно разделить перегородками, чтобы создать отдельные каналы для каждого клапана. Диаметрвпускного клапана увеличивают, соответственно заменяя его гнездо, благодаря чему увеличивается сечение для прохода горючей смеси в цилиндр .

Проходное сечение, образующееся при подъеме клапана, определяется кольцевой поверхностью между конической частью клапана и его гнездом (рис. 19).

Площадь этого проходного сечения может быть определена по формуле:

<

Книга с сайта http://gaz20.spb.ru А. А. Сабинин. Скоростные автомобили .

=, где f — площадь проходного сечения, см ;

h — средняя высота подъема клапана, см;

d — средний диаметр проходного сечения, см;

— угол фаски клапана .

Это сечение должно быть тем больше, чем выше число оборотов коленчатого вала двигателя .

При расчетах для одного литра рабочего объема ци линдра на каждые 1000 об/мин коленчатого вала при максимальной мощности двигателя площадь проходного сечения принимают равной 2,5 см2. На основании указанных данных можно определить диаметр впускного клапана .

На форсированных двигателях М-20 устанавливают иногда впускные клапаны двигателя ЗИС-120 диаметром 45,5 мм. Угол фаски впускного клапана делают равным 30°, кромки тарелок клапанов, выступающие за габариты гнезд, обтачивают, а поРис. 19. Проходное сечение, обраверхность клапана тща- зующееся при подъеме клапана тельно полируют .

Фазы газораспределения обычно не изменяют, так как это потребовало бы изготовления нового распределительного вала. Тепловые зазоры между толкателем и клапаном оставляют обычными, но необходимо более надежно фиксировать регулировочное устройство, так как во время длительной напряженной работы могут быть случаи нарушения регулировки клапанов .

Улучшение наполнения цилиндров горючей смесью производят также путем подвода встречного потока воздуха к горловинам карбюраторов с помощью раструбов .

На рис. 20 показаны короткие раструбы, одетые на входные патрубки карбюраторов. Эти раструбы направлены в сторону, где имеется наибольший скоростной напор воздуха .

<

–  –  –

В тех случаях, когда разрешалось производить изменение внешней формы автомобиля, раструбы выводились наружу, для чего в капоте делались прорези или, например, использовалось отверстие снятой фары. В настоящее время наружные прорези в капоте двигателя делать не разрешается, поэтому раструбы помещают под капотом так, чтобы они забирали воздух в месте наибольшего напора его, создаваемого вентилятором, или располагают их сбоку радиатора навстречу потоку воздуха, проходящего через решетку облицовки радиатора .

наддувом»*, Этот способ, называемый «естественным дает незначительное увеличение давления во впускной системе, ню при этом к карбюратору направляется поток более холодного, плотного воздуха, что обеспечивает некоторое увеличение мощности двигателя .

Улучшение наполнения цилиндров двигателя может быть только при условии правильного подбора сечений раструбов, по которым подводится встречный поток воздуха. При неудачном выполнении раструбов, создающих большое сопротивление воздушному потоку, в особенности в местах изгибов раструбов, коэффициент наполнения не только не увеличивается, но даже уменьшается .

Изменения выпускной системы. Поступление горючей смеси в цилиндры будет тем больше, чем лучше полость цилиндров очищена от отработавших газов .

Для уменьшения сопротивления выпуску отработавших газов выпускной трубопровод выполняется в виде отдельных длинных патрубков для каждого цилиндра, плавно переходящих в общий трубопровод, удаленный от каналов в блоке. Этим устраняются дополнительные сопротивления, вызываемые перекрытием фаз выпуска соседних цилиндров .

Отработавшие газы выходят в начале такта выпуска под большим давлением и могут (если патрубки расположены близко) попасть в цилиндр, в котором такт выпуска в этот момент заканчивается и давление отработавших газов значительно ниже .

* наддув» применяют на специально гоночных «Естественный автомобилях с двигателями без нагнетателей, обладающих высокими скоростями движения. На некоторых гоночных автомобилях выносят карбюратор в сторону, чтобы направить по прямому раструбу встречный поток воздуха. Значительный эффект этот способ дает при карбюраторах с горизонтальным впускным патрубком .

Книга с сайта http://gaz20.spb.ru А. А. Сабинин. Скоростные автомобили .

Внутренние поверхности каналов и трубопроводов выпускной системы должны быть тщательно обработаны для устранения выступов и шероховатостей .

Наибольшее сопротивление выпуску отработавших газов оказывает глушитель. Наличие глушителя у форсированного двигателя приводит к потере мощности до 10% .

Удаление перегородок в глушителе значительно снижает сопротивление выпуску отработавших газов. В настоящее время в скоростных соревнованиях допускается снятие глушителя с установкой прямой выпускной трубы, не доходящей до заднего моста автомобиля на 200—250 мм и не уменьшающей дорожный просвет. Такое удлинение выпускной трубы необходимо для обеспечения пожарной безопасности, так как при короткой выпускной трубе были случаи загорания пола кабины .

Во всех случаях выпускная система должна быть устроена так, чтобы выпуск отработавших газов производился параллельно полотну дороги, а не направлялся вертикально вниз .

Уменьшение внутренних потерь в быстроходном двигателе имеет особенно большое значение, так как эти потери значительно возрастают с увеличением числа оборотов коленчатого вала. К внутренним потерям относятся затраты мощности на трение в подшипниках и поршневой группе, а также на привод вспомогательных механизмов и вентиляционные потери .

Новые двигатели перед подготовкой к скоростным соревнованиям должны быть правильно обкатаны; двигатели, длительное время находившиеся в эксплуатации, должны быть специально проверены. При этом производится частичная разборка двигателя и проверяется качество установки коленчатого вала в коренных подшипниках, затяжка коренных и шатунных подшипников, наличие правильных зазоров. В результате проверки должно быть обеспечено легкое вращение коленчатого вала .

При проверке поршневой группы должны быть установлены требуемые зазоры между поршнем и стенками цилиндра. Желательно иметь одинаковый вес всех поршней и всех шатунов, так как это имеет большое значение для обеспечения равномерности вращения и уменьшения вибраций коленчатого вала .

Вентиляционными потерями являются затраты мощности на преодоление сопротивления воздуха, возникающего

Книга с сайта http://gaz20.spb.ru А. А. Сабинин. Скоростные автомобили .

в картере при быстром движении деталей шатунно-кривошипного механизма. Эти потери могут быть уменьшены полировкой поверхности щек коленчатого вала, и нижних головок шатунов, скруглением острых кромок .

Систему вентиляции картера также нужно проверить, так как повышенное давление в картере может вызвать дополнительные потери мощности .

Затраты мощности на привод вспомогательных механизмов могут достигнуть значительных величин, поэтому необходимо проверить правильность установки водяного и масляного насосов, вентилятора, генератора и т. п .

Наибольшая мощность затрачивается на привод вентилятора, поэтому на некоторых автомобилях, участвующих в скоростных соревнованиях, снимают вентилятор:

Охлаждение радиатора оказывалось при этом вполне достаточным, так как при движении автомобиля с большой скоростью интенсивность встречного воздушного потока настолько велика, что вполне обеспечивает необходимый отвод тепла. Однако такой способ нельзя рекомендовать при переменных режимах движения .

Усовершенствование системы смазки. При длительном напряженном режиме работы двигателя необходима интенсивная подача масла к трущимся поверхностям и охлаждение самого масла .

Существующие масляные насосы обеспечивают необходимую подачу масла. Для охлаждения масла у серийных двигателей, применяемых для спортивных целей, увеличивают емкость масляной системы и обычно устанавливают масляные радиаторы. Лучшим способом для интенсивного охлаждения масла является последовательное включение масляного радиатора, т. е. такое, при котором все масло, подаваемое в магистраль, проходит через масляный радиатор. При этом необходимо увеличить пропускную способность масляного радиатора по сравнению с той, которую он имеет при обычном параллельном включении. Так как на большинстве серийных автомобилей, участвующих в скоростных соревнованиях, применяют масляные радиаторы типа ГАЗ-51, то одновременно включают два масляных радиатора, пропускающих масло па двум параллельным линиям к магистрали .

Охладительные устройства должны поддерживать температуру масла не выше 100—110° .

Наблюдение за температурой масла производится

–  –  –

Рис. 21. Устройство для быстрой заливки масла в двигатель с помощью дистанционного термометра, датчик которого располагается в средней части картера, несколько ниже уровня масла .

Увеличение емкости картера часто выполняют путем приваривания к картеру дополнительного бачка. У двигателей типа М-20 емкость картера увеличивают до 8—9 л .

Для улучшения охлаждения картера к его днищу приваривают ребра. В некоторых случаях производят водяное охлаждение картера, для чего к его днищу приваривают трубки, по которым циркулирует вода из общей системы охлаждения двигателя .

Для увеличения количества масла, направляемого в магистраль, часто применяют выключение фильтра тонкой очистки. Однако такое выключение нежелательно при соревнованиях на большие дистанции, когда хорошая очистка масла во время работы двигателя имеет особенно большое значение .

Значительный расход масла во время соревнований на длительные дистанции требует пополнения запаса масла в картере. Для пополнения запаса масла в картере без остановки автомобиля на некоторых автомобилях устанавКнига с сайта http://gaz20.spb.ru А. А. Сабинин. Скоростные автомобили .

Рис. 22. Установка дополнительного радиатора для увеличения емкости системы охлаждения ливают специальный шланг, один конец которого соединен с картером, а другой — выведен в кабину. Во время движения автомобиля механик шприцем вводит масло в шланг и оно поступает в картер двигателя. На рис. 21 показано устройство для быстрой заливки масла, установленное под капотом двигателя .

Система охлаждения должна обеспечивать поддержание наивыгоднейшего теплового режима при длительной работе двигателя с полной нагрузкой. Температура воды в рубашке блока цилиндров должна быть 90° .

Для отвода большого количества тепла у форсированного двигателя увеличивают емкость системы охлаждения .

При этом устанавливают дополнительный радиатор (рис. 22), увеличивают объем верхнего бачка основного радиатора и включают дополнительные секции. В первое время использования автомобилей М-20 для спортивных целей производилось включение системы отопления как дополнительной емкости, хотя это и вызывало увеличение температуры в кабине, и так достаточно высокой в летнее время .

Книга с сайта http://gaz20.spb.ru А. А. Сабинин. Скоростные автомобили .

При средних степенях форсировки двигателя система охлаждения автомобиля М-20 в большинстве случаев обеспечивает поддержание необходимого теплового режима двигателя .

В последних всесоюзных автомобильных соревнованиях многие автомобили, имеющие двигатели со степенями сжатия до 7,5, не имели дополнительных емкостей в системе охлаждения. На автомобилях М-20, имевших дополнительные радиаторы, емкость системы охлаждения увеличивалась до 12—12,5 л. На автомобилях «Москвич»

емкость системы охлаждения сохранялась стандартной .

Для уменьшения сопротивления циркуляции воды термостат из системы охлаждения удаляется .

Регулировка карбюратора на мощностной состав смеси. Максимальная мощность двигателя может быть получена на обогащенной смеси. Наилучшие результаты дает смесь, обогащенная на 12—15% ( =0,88—0,85) .

Существующие стандартные карбюраторы позволяют производить регулировку состава горючей смеси в довольно широких пределах .

В карбюраторах типа К-22А автомобилей М-20 обогащение смеси достигается вывертыванием обогатительной иглы главного жиклера, а также увеличением производительности самих жиклеров .

В карбюраторах К-24 автомобилей «Москвич» увеличивают производительность главного жиклера, а также изменяют регулировку жиклера мощности путем изменения сечения его конической иглой .

При работе форсированного двигателя с полной нагрузкой на обогащенной смеси необходимо обеспечить подачу большего количества топлива в поплавковую камеру карбюратора. В связи с этим следует проверить производительность топливного насоса, которая должна быть увеличена по сравнению с принятой для обычных условий эксплуатации .

Необходимо тщательно проверить состояние топливопроводов, так как малое их сечение, наличие перегибов и сужений может быть причиной недостаточной подачи топлива. Вся топливоподающая система должна быть очищена от всяких загрязнений .

Топливный бак должен быть тщательно промыт, а заливаемое в него топливо хорошо профильтровано .

–  –  –

Усовершенствование системы зажигания. В большинстве случаев на серийных автомобилях, участвующих в скоростных соревнованиях, сохраняется батарейная система зажигания, но на отдельных автомобилях производят иногда существенные изменения .

–  –  –

Наиболее существенным изменением является установка двойной системы зажигания (с двумя свечами на каждый цилиндр). Горьковский автозавод имени Молотова установил двойную систему зажигания на автомобилях М-20, принимавших участие во Всесоюзных автомобильных соревнованиях 1952 г .

В камере сгорания устанавливалось по две свечи (рис. 23), одна свеча имела обычное расположение над впускным клапаном, а другая устанавливалась над поршнем под углом 60° к вертикали. Такое расположение обеспечивало более быстрое и равномерное сгорание рабочей смеси .

Каждый ряд свечей питался током высокого напряжения от отдельной токоразносной пластины сдвоенного распределителя, выполненного из обычного распределителя .

На общем вертикальном валу распределителя установлены два ротора с двумя токоразносными пластинами (рис. 24 и 25); один ротор имеет изогнутую токоразносную пластину. Крышка распределителя с восемью контактами использована от восьмицилиндрового двигателя ЗИС-110 .

Подача тока в обе свечи одного цилиндра производится синхронно .

При увеличении числа оборотов форсированных двигателей необходимо усиление пружин прерывателей .

Обычно для этого устанавливают дополнительную пружину на рычажке прерывателя .

–  –  –

Катушки зажигания сохранялись стандартными; для увеличения надежности системы зажигания обычно устанавливают по две катушки зажигания. Вторая катушка зажигания является запасной; она располагается так, чтобы при неисправности основной катушки ее можно было быстро включить в цепь. Установка двух катушек зажигания на автомобиле М-20 показана на рис. 26 .

Большое влияние на работу системы зажигания имеет правильный подбор свечей в соответствии с их тепловой характеристикой .

Учитывая повышение напряженности теплового режима двигателей скоростных автомобилей, необходимо устанавливать свечи с более высоким калильным числом .

При повышении степени сжатия до 8—8,2 нужно устанавливать свечи с калильным числом 225—240. Этим условиям удовлетворяют свечи ВКС-9 и ВКС-12, а также свечи авиационного типа. При меньших степенях сжатия, около 7—7,5, достаточную надежность в гонках на длительную дистанцию показали свечи типа НА12/15АГ, обычно применяемые на двигателе автомобиля ЗИМ .

При установке свечей необходимо следить за тем, чтобы длина ввертываемой части свечи соответствовала бы длине резьбы в отверстии головки цилиндров. Если остается неиспользованная часть резьбы в отверстии головки, она должна быть удалена, так как может явиться источником калильного зажигания .

Книга с сайта http://gaz20.spb.ru А. А. Сабинин. Скоростные автомобили .

–  –  –

Для спортивных и гоночных автомобилей, построенных на базе стандартных агрегатов, применяются серийные двигатели с более высокой степенью форсировки, иногда подвергаемые значительной реконструкции .

Согласно принятым Комитетом по делам физкультуры и спорта при Совете Министров СССР правилам для спортивных автомобилей, допускаются различные изменения конструкции серийных двигателей, за исключением изменения числа цилиндров, увеличения рабочего объема и установки нагнетателей .

Как было указано, основными способами повышения мощности серийных двигателей являются увеличение степени сжатия и наполнение цилиндров горючей смесью .

Это может быть достигнуто при применении на серийных двигателях головок цилиндров с верхними клапанами .

Головка цилиндров с верхними клапанами дает возможность получить более рациональную форму камеры сгорания и расположить клапаны над полостью цилиндра .

Вследствие этого при увеличении степени сжатия (а следовательно, уменьшении объема камеры сгорания) не суживаются сечения для прохода горючей смеси в самой камере сгорания; при этом уменьшается сопротивление впуску. Улучшение формы камеры сгорания снижает опасность появления детонации .

Верхнее расположение клапанов дает возможность:

увеличить их проходное сечение, обеспечить создание каналов более выгодной формы, позволяет располагать впускной и выпускной трубопроводы с разных сторон двигателя и этим устранить вредное влияние подогрева горючей смеси. Все перечисленные факторы способствуют уменьшению сопротивления впускного тракта и повышению наполнения цилиндров горючей смесью .

Наиболее простой конструкцией является головка с верхними впускными клапанами и нижними выпускными, расположенными в блоке цилиндров. Примером такой конструкции является головка с верхними впускными клапанами, разработанная в НАМИ для двигателя М-20 .

На рис. 28 представлен поперечный разрез двигателя М-20 с головкой конструкции НАМИ. Впускные клапаны

–  –  –

расположены в головке цилиндров с небольшим наклоном к вертикальной оси. Привод клапанов осуществляется от стандартного распределительного вала, расположенного в блоке цилиндров, через толкатели, штанги и коромысла .

Головка цилиндров — литая, из алюминиевого сплава, с запрессованными вставными гнездами клапанов из жароупорной стали. Впускные каналы в головке цилиндров — отдельные для каждого цилиндра, причем поперечное сечение их постепенно переходит от прямоугольного к круглому .

Блок цилиндров имеет незначительные изменения:

1) установлены заглушки на выходе впускных каналов (вверху блока); в заглушках имеются отверстия для свободного прохода штанг толкателей и 2) входные отверстия впускных каналов блока) закрыты чугунными (сбоку крышками .

Впускной и выпускной трубопроводы изготовлены заново. Вместо общего выпускного трубопровода изготовлены отдельные патрубки, по которым отработавшие газы отводятся в выпускную трубу. Как видно из рисунка, впускной и выпускной трубопроводы расположены с разных сторон двигателя .

Для упрощения изготовления головки цилиндров с верхними впускными клапанами для двигателя М-20 многие детали использованы от других двигателей. Впускные клапаны изготовлены из впускных клапанов двигателя ЗИС-120 путем укорочения их стержней и уменьшения диаметра тарелки до 48 мм; угол фаски 30°. Клапанные пружины, расположенные в головке цилиндров, взяты от двигателя ЗИС-110 .

При работе двигателя на больших оборотах появляются значительные инерционные усилия. При этом для сохранения кинематической связи в клапанном механизме штанга и толкатель дополнительно нагружена второй стандартной пружиной, расположенной в блоке цилиндров .

Смазка коромысел верхнеклапанного механизма осуществляется маслом, поступающим через отверстие в толкателе и внутреннюю полость трубчатой штанги .

Расположение и привод выпускных клапанов остаются стандартными .

Стендовые испытания двигателя М-20 с такой головкой цилиндров показали хорошие результаты. Максимальная

–  –  –

Рис. 29. Двигатель ЗИС-110 с верхними впускными клапанами мощность двигателя достигала 91 л. с. при 4000 об/мин* .

Установка двигателя с верхними впускными клапанами на серийный автомобиль обеспечила значительное улучшение его динамических качеств .

Аналогичная конструкция головки была разработана Московским автозаводом имени Сталина для двигателя ЗИС-110, установленного на автомобиле с двухместным спортивным кузовом (рис. 29), а также на Московском заводе малолитражных автомобилей для двигателя «Москвич» с рабочим объемом 1,19 л. При испытаниях на стенде двигатель развивал мощность до 38 л. с .

Всестороннюю проверку автомобили, снабженные двигателями с верхними впускными клапанами, не прошли, так как в соревнованиях 1952 г. такие двигатели не допускались к установке на серийные автомобили .

Значительное увеличение числа оборотов коленчатого вала двигателя требует изменения профиля кулачка, а следовательно, нового распределительного вала. ВследСледует учитывать, что рабочий объем цилиндров двигателя был увеличен до 2,49 л, но это повышение рабочего объема двигателя дает увеличение мощности не более чем на 15% .

Книга с сайта http://gaz20.spb.ru А. А. Сабинин. Скоростные автомобили .

ствие сложности изготовления таковых у большинства серийных двигателей распределительные валы сохраняются стандартными при установке головок с верхними клапанами .

При разработке конструкции головок цилиндров с верхними клапанами, приводимыми в движение посредством штанг и коромысел от стандартного нижнего распределительного вала, возникает ряд трудностей .

Вследствие увеличения массы деталей, движущихся возвратно-поступательно, при большом числе оборотов возникают значительные инерционные усилия, вызывающие отставание толкателя и клапана от кулачка, что приводит к нарушению фаз газораспределения. Для уменьшения этих инерционных усилий помещают распределительный вал в головке цилиндров. При этом размеры и вес деталей, передающих усилия от кулачка к клапану, резко сокращаются .

В некоторых случаях в головке цилиндров располагают два распределительных вала, один из которых приводит в действие впускные клапаны, а другой — выпускные. Привод распределительных валов осуществляется бесшумной цепью. Примером такой реконструкции серийного двигателя М-20 является двигатель, установленный на автомобиле «Харьков-6»; цепной привод верхних распределительных валов осуществляется звездочкой, расположенной на нижнем распределительном валу .

Кроме изменения конструкции распределительного механизма и впускного тракта в серийных двигателях, подвергнутых высокой степени форсировки, изменяется также система смазки и повышается емкость системы охлаждения .

Наибольшее распространение для двигателей гоночных автомобилей получает система смазки с сухим картером .

При такой системе масло откачивается из картера в масляный бачок специальным масляным насосом; другой насос нагнетает масло через фильтр грубой очистки в магистраль двигателя .

При реконструкции серийных двигателей используется существующий масляный насос, но добавляются одна или две секции .

На двигателе автомобиля установлен «Харьков-6»

трехсекционный масляный насос. Две секции этого насоса работают как откачивающие, а третья как нагнетающая .

Книга с сайта http://gaz20.spb.ru А. А. Сабинин. Скоростные автомобили .

Число откачивающих секций делается иногда большим, чем число нагнетающих секций, чтобы обеспечить более быстрый отвод масла из картера в масляный бак .

В некоторых случаях число откачивающих и нагнетающих секций остается одинаковым, но шестерни откачивающих насосов при том же диаметре начальной окружности имеют большую длину зуба, чем шестерни нагнетающих насосов. В соответствии с этим увеличивают длину вала масляного насоса и изменяют его корпус .

При столь значительной реконструкции серийного двигателя сохраняется только блок цилиндров и детали шатунно-кривошипного механизма .

Подвергнутые реконструкции и снабженные верхними распределительными валами, серийные двигатели позволяют получить значительно более высокую литровую мощность: около 40—45 л. с./л против 35—37 л. с./л при установке головки с верхними клапанами и нижним распределительным валом и 30—34 л. с./л у обычно форсированного двигателя с нижними клапанами .

В некоторых случаях для спортивных автомобилей строят специальные двигатели, которые представляют собою промежуточный тип между серийными и гоночными двигателями .

В большинстве случаев — это 4- или 6-цилиндровые двигатели, в отдельных случаях 8- или 12-цилиндровые .

По сравнению с серийными двигателями легковых автомобилей специальные спортивные двигатели имеют усиленный шатунно-кривошипный механизм, допускающий большие нагрузки на его детали и позволяющий давать более высокую степень форсировки .

Обычно степень сжатия специальных двигателей спортивных автомобилей составляет 8,5—9,5. Дальнейшее повышение степени сжатия нецелесообразно для спортивных автомобилей, так как оно потребовало бы применения специальных топлив со значительным содержасмесей нием метанола), расход которых весьма значителен. Для спортивных автомобилей, предназначенных в основном для соревнований на большие дистанции, расход топлива имеет существенное значение как с точки зрения экономичности, так и с точки зрения необходимости увеличения запаса топлива .

При конструировании специальных двигателей для спортивных автомобилей принимают верхнеклапанный ме

<

Книга с сайта http://gaz20.spb.ru А. А. Сабинин. Скоростные автомобили .

ханизм распределения с верхним расположением одного или двух распределительных валов* .

Спортивные двигатели имеют систему смазки под давлением, обычно с картером», и оборудуются «сухим устройством для охлаждения масла .

Охлаждение двигателей, как правило, водяное, с принудительной циркуляцией воды и увеличенной емкостью всей системы .

В системе зажигания преобладает установка магнето .

Иногда специальные двигатели для спортивных автомобилей выполняют на базе гоночных двигателей, но с соответствующим уменьшением их форсировки .

Двигатели гоночных автомобилей Двигатели гоночных автомобилей являются высокофорсированными двигателями. Литровая мощность двигателей гоночных автомобилей новейших моделей достигает 300 л. с./л. Получение наибольшей литровой мощности является основной задачей при создании двигателя гоночного автомобиля. При этом двигатель должен обеспечивать хорошую приемистость, возможность устойчиво работать на различных режимах, иметь наименьший вес и высокую надежность .

Для получения наибольшей литровой мощности применяются различные способы, вплоть до установки нагнетателей .

При установке нагнетателя резко изменяется характеристика двигателя, увеличивается мощность, при этом происходит сдвиг максимума ее в сторону большего числа оборотов, т. е. повышается быстроходность двигателя. В то же время при установке нагнетателя увеличиваются давления конца сжатия и сгорания, а следовательно, возрастает нагрузка на детали шатунно-кривошипного механизма .

На дорожно-гоночных автомобилях применяются двигатели с нагнетателями и без нагнетателей .

Согласно действующим международным правилам, устанавливаются определенные соотношения между рабочими объемами двигателей автомобилей без нагнетателей * Подробно конструктивные схемы верхнеклапанного механизма распределения будут рассмотрены в разделе двигателей гоночныхавтомобилей .

Книга с сайта http://gaz20.spb.ru А. А. Сабинин. Скоростные автомобили .

–  –  –

Двигатели, снабженные нагнетателями. Двигатели с нагнетателями дорожно-гоночных автомобилей класса до см3 являются технически весьма совершенными, развивающими наиболее высокую литровую мощность .

Конструкция этих двигателей похожа на двигатели рекордно-гоночных автомобилей классов до 1500, 2000, 3000 и 5000 см3 .

Двигатели этого типа имеют большое число цилиндров (12—16), расположенных V-образно в два ряда .

Увеличение числа цилиндров сопровождается уменьшением их рабочего объема, что позволяет получить оптимальное соотношение между диаметром цилиндра и ходом поршня .

Для уменьшения скорости движения поршня строят короткоходные двигатели с небольшим отношением хода поршня s к диаметру цилиндра d .

В настоящее время отношение для многих двигателей гоночных автомобилей меньше единицы .

Основная трудность при создании многоцилиндровых высокооборотных двигателей гоночных автомобилей заключается в устройстве высокоэффективной системы газораспределения, способной обеспечить хорошее наполнение цилиндров горючей смесью на всем диапазоне числа оборотов при работе двигателя во время соревнований .

Эта задача решается путем усовершенствования верхнеклапанного механизма распределения, создания камеры сгорания полусферической формы (наивыгоднейшей как с точки зрения протекания процесса горения, так и в отношении расположения клапанов), максимального увеличения проходных сечений, перекрываемых клапанами .

Улучшение наполнения обеспечивается также увеличением давления наддува, создаваемого нагнетателем .

В настоящее время давление наддува у некоторых двигателей достигает 3 кг/см2 .

В результате конструктивного усовершенствования двигателей гоночных автомобилей резко улучшились их параметры .

Примером конструкции современного двигателя, снабженного нагнетателем класса до 1500 см3, является двигатель дооржно-гоночного автомобиля, изображенный на рис. 30. Двигатель — 16-цилиндровый, V-образный, цилиндры расположены под углом 135° .

–  –  –

Верхняя половина картера и блок цилиндров отлиты заодно целое, из алюминиевого сплава. В цилиндры вставлены мокрые (омываемые водой) гильзы из специального чугуна с высоким сопротивлением разрыву. Гильзы прижаты головками цилиндров. Для сохранения водонепроницаемости в нижней части гильз применяются непреновые уплотняющие кольца .

Головки цилиндров — литые, из алюминиевого сплава, по одной на каждые четыре цилиндра. Для равномерного распределения нагрузки от давления в цилиндрах на шпильки одеваются секционные зажимы. Поршни изготовляются из алюминиевого сплава путем обточки поковок. Шатуны — кованые, из хромоникелевой стали .

Коленчатый вал расположен в нижней половине картера, отлитой из магниевого сплава. Коленчатый вал имеет десять коренных подшипников. Коренные и шатунные подшипники имеют тонкостенные вкладыши из бронзового сплава. Крышки подшипников крепят сбоку болтами к подушкам коренных подшипников дополнительно к обычным вертикальным шпилькам (рис. 31) .

Короткий ход поршня (48,26 мм) дает возможность работать двигателю с очень высоким числом оборотов .

При максимальном числе оборотов — 12 000 в минуту — скорость поршня составляет только 19 м/сек .

При дорожных соревнованиях двигатель работает при числе оборотов от 6000 до 12 000 в минуту. Вследствие высокого числа оборотов, развиваемого коленчатым валом двигателя, введена промежуточная передача с отношением 2:1 .

<

–  –  –

* Дорожно-гоночные автомобили с двигателями большого рабочего объема строят сравнительно редко, поэтому для гоночных автомобилей рабочий объем порядка 2000—5000 см3 считается в настоящее время большим .

Книга с сайта http://gaz20.spb.ru А. А. Сабинин. Скоростные автомобили .

–  –  –

Рис. 32. 12-цилиндровый двигатель без нагнетателя Этим объясняется увеличение числа новых моделей 8- и 12-цилиндровых V-образных двигателей без нагнетателей. Примером конструкции двигателя 12-цилиндрового без нагнетателя является двигатель автомобиля класса до 2000 см3, показанный на рис. 32 .

Двигатель имеет один блок, отлитый из силуминового сплава вместе с верхней половиной картера. Гильзы цилиндров — мокрые и выполнены из специальной стали .

Уплотнение гильзы снизу происходит с помощью кольцевого фланца, опирающегося через медную прокладку на кольцевую поверхность в блоке. Сверху гильзы прижимаются головкой цилиндров. Между головкой цилиндров Книга с сайта http://gaz20.spb.ru А. А. Сабинин. Скоростные автомобили .

и рифленой торцовой поверхностью гильзы также имеется медная прокладка толщиной 0,6 мм. Зеркало гильзы подвергнуто хонингованию. Внутренние стенки блока цилиндров, соприкасающиеся с водой, — хромированы .

Головки цилиндров для каждого ряда (отдельные цилиндров) — литые, из силуминового сплава, крепятся шпильками к блоку цилиндров. Крышки головок цилиндров и нижняя часть картера (масляный поддон) — литые, из магниевого сплава .

Поршни специального легкого сплава выточены из специальных поковок .

Коленчатый вал — составной; отдельные кривошипы соединяются между собою болтами и имеют на концах мелкую насечку. Коленчатый вал имеет восемь коренных подшипников; по одному коренному подшипнику установлено между соседними цилиндрами. Восьмой подшипник расположен между вертикальным валиком привода вспомогательных механизмов и маховиком. Коренные подшипники — разъемные, со стальными вкладышами толщиной 4,5 мм, залитыми свинцовистой бронзой (толщина слоя 1,5 мм) .

На каждой шатунной шейке коленчатого вала установлены рядом два шатуна, разделенные дистанционным кольцом. Нижние головки шатунов — неразрезные, с роликовыми подшипниками (при этом отсутствуют ударные нагрузки в стыках). В верхних головках шатунов установлены игольчатые подшипники .

Система смазки — циркуляционная, с сухим картером и четырьмя масляными насосами, два из которых откачивают масло из картера в масляный бак, а два других — подают масло к трущимся поверхностям. Для охлаждения масла в систему включен масляный радиатор .

Механизм распределения с верхними клапанами, — расположенными в головке цилиндров. Каждый ряд клапанов приводится в действие отдельным распределительным валом .

Оба средних распределительных вала управляют впускными клапанами. Карбюраторы расположены между впускными клапанами правого и левого рядов цилиндров, вследствие чего сокращается длина впускных патрубков .

Выпускные клапаны правого и левого рядов цилиндров двигателя соединены с двумя отдельными выпускными трубами, заканчивающимися мегафонами .

Книга с сайта http://gaz20.spb.ru А. А. Сабинин. Скоростные автомобили .

Распределительные валы имеют продольные каналы для масла. Поверхности кулачков смазываются маслом, поступающим через небольшие отверстия в распределительном валу .

Каждый клапан имеет по две пружины; направляющие клапанов и вставные гнезда изготовлены из специальной бронзы .

Для запрессовки гнезд в головку цилиндров из алюминиевого сплава производят нагрев головок цилиндров и охлаждение вставных гнезд в «сухом льде» .

Питание цилиндров двигателя горючей смесью осуществляется четырьмя карбюраторами с падающим потоком;

каждый карбюратор обслуживает три цилиндра одной линии. Управление карбюраторами синхронизировано. Подача топлива к карбюратору осуществляется мембранным насосом. Насос имеет регулятор, поддерживающий одинаковое давление топлива на всем диапазоне числа оборотов, от холостого хода до режима максимальной мощности .

Охлаждение двигателя водяное, принудительное .

— Центробежный водяной насос расположен сбоку верхней половины картера и приводится в действие двойным клиновидным ремнем от шкива на коленчатом валу .

Система зажигания имеет два магнето, расположенные в задней части двигателя и получающие вращение от привода распределительной системы. Прерыватель магнето имеет два рычажка с усиленными пружинами .

Литровая мощность многоцилиндровых двигателей без нагнетателей достигает 75 л. с./л .

Двигатель автомобиля На автомоХарьков-Л250» .

биле установлен четырехтактный двигаХарьков-Л250»

тель оригинальной конструкции. Двигатель развивает мощность 45 л. с. при 7000 об/мин и степени сжатия 7 .

Два цилиндра двигателя расположены вертикально в ряд;

диаметр цилиндров — 51 мм; ход поршня — 60 мм; рабочий объем двигателя — 246 см3 .

Двигатель имеет коловратный нагнетатель, обеспечивающий давление около 2,2 ата при оборотах, соответствующих максимальной мощности .

В качестве топлива применяется метиловый спирт .

Распределение двигателя верхнеклапанное, клапаны — имеют V-образное расположение. Для впускных и выпускных клапанов в головке цилиндров имеются отдельные

Книга с сайта http://gaz20.spb.ru А. А. Сабинин. Скоростные автомобили .

распределительные валы. Привод распределительных валов осуществляется от коленчатого вала через систему шестерен, установленных спереди в блоке двигателя .

Карбюратор — мотоциклетного типа «Ленкарз К-91»

с диаметром проходного сечения 26 мм .

Зажигание — от магнето МБ-48, приводимого одним из распределительных валов .

Охлаждение двигателя — водяное, принудительное .

Система смазки — с сухим картером; циркуляция масла производится под действием двухсекционного шестеренчатого насоса. В систему смазки включен расширительный бачок .

Двигатель очень компактен и хорошо вписывается в небольшие габариты автомобиля .

На других отечественных гоночных автомобилях устанавливаются серийные двигатели, реконструированные различными способами .

В тех случаях, когда необходимо, чтобы двигатель соответствовал определенному классу, уменьшают его рабочий объем путем установки в цилиндры гильз .

Двухтактные двигатели. Как указывалось выше, для рекордно-гоночных автомобилей классов «младших» (250, 350 и 500 см3) часто применяются двигатели, близкие по конструкции к двигателям гоночных мотоциклов, среди которых двухтактные двигатели занимают видное место .

Двухтактные малолитражные двигатели гоночных автомобилей с нагнетателями имеют следующие преимущества:

1. Простота конструкции вследствие отсутствия систем газораспределения и смазки .

2. Возможность получения при применении наддува высокой литровой мощности .

3. Наличие условий для создания достаточных проходных сечений продувочных и выпускных окон при малом рабочем объеме цилиндров. В четырехтактных двигателях при малом диаметре цилиндра очень трудно обеспечить устройство клапанов с достаточными проходными cечениями,

4. Смазка двигателя значительно проще (добавление масла к топливу имеет некоторое преимущество в том отношении, что детали шатунно-кривошипного механизма все время смазываются свежим маслом) .

Книга с сайта http://gaz20.spb.ru А. А. Сабинин. Скоростные автомобили .

Для гоночных целей применяют двухтактные двигатели только с несимметричными фазами газораспределения, которые обеспечивают более совершенный процесс продувки .

Способ продувки определяет собою всю конструктивную схему двухтактного двигателя. В настоящее время .

–  –  –

управляющий продувочными окнами, связан с кривошипом через прицепной шатун (рис. 33) .

2. Двигатели с двумя поршнями в одном цилиндре, противолежащими друг другу. При сближении поршней между их днищами образуется камера сгорания. Каждый поршень связан шатуном с отдельным коленчатым валом (рис.34) .

3. Двигатели с Л-образным расположением цилиндров, при котором цилиндры установлены под некоторым углом Рис. 34. Схема двухтактного двигателя с двумя поршнями в одном цилиндре. Канал от нагнетателя к левой кривошипной камере служит для питания смесью второго цилиндра

–  –  –

Двигатели первого типа имеют более простую конструкцию. Отсутствие второго коленчатого вала обеспечивает им большую компактность и меньший вес. В отношении совершенства процесса продувки двигатели всех типов можно считать примерно равноценными, но по

–  –  –

сравнению с двухтактными двигателями с кривошипнокамерной продувкой они имеют большие преимущества .

Двигатели второго типа имеют лучшую уравновешенность сил инерции .

Преимуществом двигателей третьего типа является возможность создания лучшего охлаждения перемычки между двумя цилиндрами напряженной в тепловом (наиболее отношении) .

Книга с сайта http://gaz20.spb.ru А. А. Сабинин. Скоростные автомобили .

Конструктивно двигатель с П-образным расположением цилиндров выполнен следующим образом:

четыре цилиндра двигателя имеют две камеры сгорания, объединяющие по два цилиндра (см. рис. 33) .

В правом цилиндре, поршень которого связан с основным шатуном, имеются выпускные окна. Поршень левого цилиндра, имеющего продувочные окна, соединен с прицепным шатуном .

Кинематическая схема движения прицепного шатуна отлична от схемы движения основного шатуна, вследствие чего создается несимметричное движение правого и левого поршней. Несимметричность движения поршней дает возможность получить разные фазы для открытия и закрытия выпускных и продувочных окон. Продувочные окна должны открываться вслед за выпускными, но закрытие их должно происходить с большим запаздыванием по отношению к выпускным окнам. При этом наполнение цилиндра горючей смесью значительно улучшается. Прицепной шатун, нижняя головка которого при движении описывает не окружность, а эллипс, дает возможность поршню левого цилиндра закрывать продувочные окна с большим запаздыванием по отношению к закрытию выпускных окон поршнем правого цилиндра, чем обеспечивается дополнительный наддув горючей смеси в цилиндр .

При этом имеет место несовпадение мертвых точек обоих поршней. Наличие прицепного шатуна несколько усложняет кинематику шатунно-кривошипного механизма .

Коленчатый вал — сборный, имеет три коренных шейки с роликовыми подшипниками. Подшипники нижней головки шатуна — игольчатые, без сепараторов. Отдельные части вала — щеки с пальцами и коренные шайки — соединены посредством напрессовки .

Картер двигателя — разъемный и состоит из двух частей, отлитых из алюминиевого сплава .

Сильный нагрев поршней в цилиндрах с выпускными окнами требует особенно интенсивного отвода тепла .

С этой целью удлинена юбка поршня и с внутренней стороны днища выполнены ребра, повышающие также жесткость днища поршня .

Поршневые кольца должны обладать большой надежностью, не вызывая поломок от вибраций, возникающих при высоких оборотах коленчатого вала двигателя. Для повышения упругости и надежности поршневые кольца

–  –  –

Горючая смесь подается в цилиндры двигателя через кривошипную камеру, выполняющую роль ресивера. В кривошипную камеру горючая смесь поступает под действием коловратного нагнетателя, который расположен между карбюратором и двигателем. Продувочные каналы выполнены в блоке цилиндров; для уменьшения сопротивления проходу горючей смеси внутренняя поверхность их тщательно обработана .

Охлаждение двигателя принудительное;

водяное, — вода циркулирует под действием центробежного насоса .

Водяная рубашка имеет большую поверхность для охлаждения цилиндров по всей длине. Устройством достаточных проходов для воды между цилиндрами обеспечивается интенсивное охлаждение перемычки между цилиндрами в камере сгорания, подвергаемой наибольшему нагреву во время работы .

В табл. 8 приведены основные данные по двигателям отечественных гоночных автомобилей .

КОНСТРУКЦИЯ ОСНОВНЫХ МЕХАНИЗМОВ ДВИГАТЕЛЕЙ ГОНОЧНЫХ АВТОМОБИЛЕЙ

Шатунно-кривошипный механизм Конструкция деталей шатунно-кривошипного механизма рассматривалась при знакомстве с типами двигателей гоночных автомобилей .

К конструкции шатунно-кривошипного механизма двигателей гоночных автомобилей предъявляются следующие требования:

1. Прочность и надежность деталей шатунно-кривошипного механизма при большом числе оборотов и больших нагрузках .

2. Малый вес деталей для уменьшения сил инерции и общего веса автомобиля .

3. Хороший отвод тепла от деталей, подвергающихся сильному нагреву .

4. Уменьшение потерь на трение, т. е. увеличение механического к. п. д .

Уменьшение длины хода поршня (короткоходные двигатели), а следовательно, и радиуса кривошипа обеспечивает создание коленчатого вала наиболее рациональКнига с сайта http://gaz20.spb.ru А. А. Сабинин. Скоростные автомобили .

ной формы с так называемым перекрытием шеек, обладающего наибольшей жесткостью .

У V-образпых двигателей основанием служит общий блок-картер с вставными гильзами цилиндров. Такой блок-картер с большим углом между осями цилиндров обладает большой жесткостью, так как он имеет не только меньшую длину, но и относительно большую ширину верхней части .

При однорядном расположении цилиндров приходится идти на увеличение числа коренных подшипников, устанавливая их по обе стороны каждого колена. При этом для уменьшения длины двигателя шейки опор коленчатого вала стремятся делать большого диаметра и малой длины .

Жесткость опор коленчатого вала повышают также за счет более развитой верхней части картера и опускания плоскости разъема картера значительно ниже оси коленчатого вала. Снаружи блок-картера некоторых двигателей имеются ребра жесткости .

Требования повышенной прочности заставляют применять для деталей шатунно-кривошипного механизма наиболее высококачественные материалы. Коленчатые валы и шатуны изготавливают из высококачественной хромоникелевой стали. Блок-картер отливают из легированных чугунов или алюминиевых сплавов; в последнем случае применяют гильзы цилиндров из специального чугуна или стали .

При изготовлении блок-картера из алюминиевого сплава и вставных чугунных или стальных гильз последние подвергаются короблению и ухудшается контакт на границе двух металлов под влиянием деформации, вызываемой сильным нагревом .

В настоящее время проводятся опыты по хромированию зеркала цилиндров, выполненных из легких сплавов, для повышения износостойкости, а также антифрикционных и антикоррозийных свойств поверхности зеркала цилиндра .

Уменьшение веса деталей достигается, главным образом, применением легких сплавов для ответственных деталей (поршней, головок цилиндров, картеров) .

Основным материалом для поршней служат силуминиевые сплавы (сплав алюминия с кремнием), имеющие удельный вес = 2,7. Для еще большего облегчения

Книга с сайта http://gaz20.spb.ru А. А. Сабинин. Скоростные автомобили .

иногда поршни изготавливают из магниевых сплавов, имеющих еще меньший удельный вес = 1,7 .

Поршни из алюминиевых сплавов изготавливают штамповкой или вытачивают из прокованных алюминиевых болванок .

Изготовление головок цилиндров из алюминиевых сплавов для двигателей с верхними клапанами вызывает затруднения ввиду необходимости повышения твердости головки в той части, где устанавливаются клапанные гнезда из жароупорной стали. Недостаточная твердость головки приводит к проседанию клапанных гнезд ввиду большого удельного давления клапана на поверхность гнезда. В последнее время в качестве материала для клапанных гнезд применяют бронзовые сплавы. При этом уменьшается опасность проседания и происходит лучший отвод тепла от поверхности клапана .

Применение легких сплавов способствует улучшению отвода тепла, так как алюминий обладает высокой теплопроводностью .

Для улучшения отвода тепла на некоторых деталях делают ребра. В поршнях делают ребра на внутренней поверхности днища, что способствует также повышению жесткости поршня .

Для улучшения охлаждения масла и повышения жесткости картера делают ребра на его наружной поверхности Уменьшение потерь на трение является весьма существенным требованием к конструкции шатунно-кривошипного механизма двигателя гоночного автомобиля, так как с увеличением числа оборотов величина этих потерь возрастает. Наиболее эффективным способом уменьшения этих потерь является применение подшипников качения взамен подшипников скольжения .

При установке подшипников качения в опорах коленчатого вала и нижних головок шатунов необходимо коленчатый вал делать сборным. Несмотря на сложность, сборные коленчатые валы получают все большее применение .

Такая конструкция коленчатого вала дает возможность производить тщательную обработку отдельных его деталей. Соединение отдельных частей коленчатого вала выполняют обычно путем напрессовки или посредством мелкой насечки на торцовых поверхностях и стягивания болтами, как показано на рис. 36 .

Значительную часть потерь составляет трение поршня

–  –  –

Рис. 36. Сборный коленчатый вал:

1 — торцовая насечка, 2 — стяжной болт Книга с сайта http://gaz20.spb.ru А. А. Сабинин. Скоростные автомобили .

о стенки цилиндра. Эти потери тем больше, чем больше боковое давление поршня на стенки цилиндра. Максимальное давление поршня в быстроходном двигателе определяется силами инерции деталей, совершающих возвратнопоступательное движение. Так как величина силы инерции зависит от веса этих деталей (в том числе от веса поршня), то при облегчении поршня уменьшаются потери на трение .

Учитывая короткоходность большинства современных двигателей, небольшую длину шатунов и наличие противовесов на щеках коленчатого вала, при удлиненной юбке поршня в нижней части ее делают специальные вырезы .

Поршневые кольца создают большое давление на стенки цилиндра. Уменьшение числа колец недопустимо вследствие необходимости обеспечить плотность между стенками цилиндра и поршня. Вследствие высокого давления сжатия и сгорания у большинства двигателей гоночных автомобилей устанавливают на поршень тричетыре компрессионных кольца. При увеличении степени сжатия и числа оборотов появляется опасность прорыва газов в картер, что приводит к быстрому выбрасыванию и угару смазки. Поэтому качество поршневых колец имеет для гоночных двигателей первостепенное значение. Для уменьшения потерь на трение и увеличения стойкости колец они подвергаются тщательной обработке и пригонке .

В настоящее время путем специальной термической обработки поршневым кольцам придают такую форму, при которой установленное в цилиндр кольцо обеспечивает неравномерное распределение давления на зеркало цилиндров и увеличенное в зоне замка. Как показывают испытания, такие кольца имеют преимущества перед обычными поршневыми кольцами как в отношении стойкости, гак и в отношении снижения потерь на трение .

Рабочие поверхности всех деталей шатунно-кривошипного механизма должны быть тщательно обработаны .

В процессе доводки двигателей часто прибегают к индивидуальной притирке деталей .

Вместе с потерями на трение учитываются также и вентиляционные потери, связанные с перемещением массы воздуха в картере. Для уменьшения этих потерь полируют нерабочие поверхности движущихся деталей шатуннокривошипного механизма (щеки коленчатого вала, наружная поверхность шатуна). При этом уменьшается завихривание воздуха и снижаются вентиляционные потери .

–  –  –

Применение в двигателях гоночных автомобилей верхних клапанов, расположенных в головке цилиндров, позволяет создать различные конструкции газораспределительного механизма в отличие от нижнеклапанной системы, однотипной по устройству .

От совершенства конструкции системы газораспределения зависит качество очистки цилиндров от отработавших газов и наполнение цилиндров горючей смесью. Расположение клапанов определяет форму камеры сгорания .

Конструкция газораспределительного механизма двигателя гоночного автомобиля должна удовлетворять следующим основным требованиям:

1. Обеспечение достаточно больших проходных сечений в клапанах и каналах головки цилиндров для уменьшения сопротивления выходу отработавших газов и поступлению горючей смеси .

2. Возможность создания рациональной формы камеры сгорания .

3. Уменьшение веса деталей, совершающих возвратнопоступательное движение, для уменьшения сил инерции .

4. Высокая стойкость клапанов и клапанных гнезд, подвергающихся действию больших механических нагрузок и тепловых напряжений .

Хорошее охлаждение поверхности клапанов (особенно выпускных) для предотвращения возможности калильного зажигания .

5. Соответствие фаз газораспределения режиму работы двигателя и точность работы распределительного механизма при больших оборотах .

В современных двигателях гоночных автомобилей применяют четыре основных схемы механизма газораспределения с верхними клапанами .

На рис. 37 приведена схема с однорядным расположением клапанов, приводимых в действие через толкатели, штанги и коромысла от нижнего распределительного вала .

Если клапаны расположены рядом, камеру сгорания выполняют цилиндрической формы, при которой поверхность для размещения клапанов несколько стеснена .

Ряд деталей привода клапанов, движущихся возвратнопоступательно и обладающих значительным весом, создает большие силы инерции, нарушающие точность ра

<

Книга с сайта http://gaz20.spb.ru А. А. Сабинин. Скоростные автомобили .

боты распределительного механизма при больших оборотах коленчатого вала двигателя .

Эти недостатки ограничивают применение данной схемы, и она все реже встречается у современных гоночных двигателей .

В схеме, приведенной на рис. 38, распределительный вал установлен в головке цилиндров над клапанами. Камера сгорания имеет такую же форму, как показано на

–  –  –

рис. 37, но вес деталей, движущихся возвратно-поступательно, минимальный .

Наличие верхнего распределительного вала позволяет, направив в разные стороны впускные и выпускные каналы, дать им более выгодную форму и полностью изолировать впускной и выпускной трубопроводы. В механизме газораспределения, показанном на рис. 39, клапаны установлены в два ряда и имеют наклонное расположение; привод клапанов осуществляется от одного верхнего распределительного вала через коромысла .

При таком расположении клапанов камеру сгорания можно выполнить полусферической формы, наиболее рациональной с точки зрения протекания процесса сгорания .

Книга с сайта http://gaz20.spb.ru А. А. Сабинин. Скоростные автомобили .

Поверхность для расположения клапанов значительно увеличивается, каналы для прохода смеси получают более выгодную форму, в результате чего наполнение цилиндров горючей смесью улучшается .

Наличие коромысел вызывает появление дополнительных по сравнению с предыдущей схемой инерционных усилий .

В схеме, представленной на рис. 40, клапаны расположены наклонно и имеют привод от отдельного распределительного вала для каждого ряда клапанов .

–  –  –

Эта схема механизма газораспределения является наиболее совершенной, так как она обеспечивает наиболее выгодную форму камеры сгорания и минимальный вес деталей, движущихся возвратно-поступательно .

Конструкция распределительного механизма, выполненного по этой схеме, является наиболее сложной, однако это усложнение полностью компенсируется ее преимуществами как в отношении наполнения цилиндров двигателя горючей смесью, так и в отношении снижения инерционных нагрузок .

По этой схеме выполнены распределительные механизмы у большинства современных четырехтактных двигателей гоночных автомобилей как с нагнетателями, так и без них .

–  –  –

Рис. 41. Общий вид справа двигателя автомобиля «Харьков-6» с двумя верхними распределительными валами На рис. 41 представлен общий вид двигателя автомобиля «Харьков-6» с двумя верхними распределительными валами .

Клапаны, особенно выпускные, подвергаются в двигателях гоночных автомобилей сильному нагреву (до 800—900°), в связи с чем они выполняются из жароупорной стали. Кроме того, применяются специальные меры по улучшению отвода тепла .

Все большее распространение получают клапаны с внутренним охлаждением. Для этого внутри стержня клапана высверливают полость, заполняемую натриевой солью. Быстрое возвратно-поступательное движение клапана вызывает резкое перемещение расплавленной натриевой соли от головки клапана к концу его стержня, что благодаря большей теплопроводности натриевой соли способствует отводу тепла через направляющую втулку клапана. Наружный диаметр стержня клапана при этом несколько увеличивают, что уменьшает удельные боковые давления клапана на направляющую втулку .

Толкатели обычного типа применяются в двигателях Книга с сайта http://gaz20.spb.ru А. А. Сабинин. Скоростные автомобили .

гоночных автомобилей только при системе газораспределения, соответствующей первой схеме. В остальных случаях кулачок действует либо непосредственно на клапан, передает клапану движение через коромысло или либо посредством одноплечего промежуточного рычага .

В случае непосредственного воздействия кулачка на клапан в стержень последнего ввертывается нажимная Рис. 42. Нажимная тарел- Рис. 43. Привод клапанов от верхнего ка, ввернутая в стержень распределительного вала при помощи одклапана ноплечих промежуточных рычагов тарелка (рис. 42). Такая установка нажимной тарелки позволяет регулировать тепловой зазор между кулачком и стержнем клапана .

При непосредственном воздействии кулачка на клапан последний испытывает большие боковые нагрузки от давления кулачка, воспринимаемые направляющей клапана .

Для уменьшения этой нагрузки на клапан вводят одноплечий промежуточный рычаг. Шарнирно закрепленный на оси промежуточный рычаг воспринимает (рис. 43)

Книга с сайта http://gaz20.spb.ru А. А. Сабинин. Скоростные автомобили .

боковые давления, передавая на клапан только осевое усилие .

При верхнем расположении распределительного вала коромысла применяют в том случае, если один вал осуществляет привод двух рядов клапанов .

Коромысло представляет собою двухплечий рычаг, шарнирно закрепленный на оси, выполняемой обычно а виде тонкостенной стальной трубы. Плечи коромысла делаются не одинаковыми; плечо, действующее на клапан, не должно быть коротким (меньше 35 мм), чтобы уменьшить скольжение коромысла по торцу стержня клапана, коромысла устанавливают на оси в игольчатых или шариковых подшипниках; бронзовые подшипники скольжения применяют в последнее время значительно реже .

Внутренняя полость трубчатых осей коромысел используется для подвода масла к расположенным в головке деталям механизма газораспределения. В некоторых конструкциях эти трубчатые оси служат для подвода охлаждающей воды. Ось коромысла устанавливается в стойках, выполненных обычно из легких сплавов .

Клапанные пружины — обычно цилиндрические или конические, витые, работающие на скручивание .

В процессе закрытия клапана пружина преодолевает действие сил инерции, резко возрастающих при большом числе оборотов. Вследствие этого в двигателях гоночных автомобилей устанавливают усиленные пружины .

Недостаточная жесткость пружин вызывает отставание и подскакивание клапана при закрытии, что нарушает фазы газораспределения и ухудшает наполнение цилиндров горючей смесью. Для получения достаточной жесткости и уменьшения высоты устанавливают две пружины, размещая одну внутри другой. Установка слишком жестких пружин вызывает увеличение механических потерь на привод клапанного механизма и приводит к быстрому разрушению рабочих поверхностей клапанов и клапанных гнезд. В некоторых конструкциях устанавливают шпилечные пружины, смещенные в сторону и работающие на изгиб. Эти пружины менее подвержены действию высокой температуры .

Привод верхних распределительных валов осуществляется несколькими способами. Наиболее распространенным способом является цепная передача с установкой ведущей звездочки на коленчатом валу (рис. 43) .

Книга с сайта http://gaz20.spb.ru А. А. Сабинин. Скоростные автомобили .

Иногда устанавливают промежуточный вал, на который передается вращение от коленчатого вала с помощью шестерен. В двигателе автомобиля «Харьков-6» промежуточным валом служит нижний распределительный вал .

Натяжение цепи осуществляется специальными звездочками. Бесшумные многорядные цепи, используемые

Рис. 44. Привод верхнего распределительного вала бесшумной цепью

для привода распределительного механизма, могут охватывать также звездочки, осуществляющие привод вспомогательных механизмов .

На рис. 45 приведена схема привода газораспределительного механизма с помощью конической передачи. От коленчатого вала пара конических шестерен приводит в движение вертикальный вал, который через другую пару конических шестерен передает вращение среднему распределительному валу, управляющему впускными клапанами. Распределительные валы, управляющие выпускными клапанами, приводятся через шестеренную передачу .

Книга с сайта http://gaz20.spb.ru А. А. Сабинин. Скоростные автомобили .

В некоторых случаях привод верхних распределительных валов осуществляется цилиндрическими шестернями .

Пример такой конструкции представлен на рис. 46. Распределительные валы, перенесенные в верхнюю часть блока, приводятся отдельными шестернями, получающими вращение от одной промежуточной шестерни .

Для уменьшения вибрации при передаче вращения на распределительный вал не следует шестерни привода устанавливать на переднем конце коленчатого вала, который в большей степени подвержен действию крутильных колебаний. Привод располагают иногда в середине коленРис. 45. Привод верхних распределительных валов посредством вертикального вала с коническими шестернями чатого вала (при составных блоках) или же в задней части двигателя, хотя это вызывает усложнение конструкции .

Фазы газораспределения выбирают в зависимости от числа оборотов коленчатого вала двигателя. Обычно высокооборотные двигатели имеют сильно развитые фазы газораспределения. С увеличением числа оборотов возрастает скорость движения газов в трубопроводах и соответственно увеличивается инерция газового потока, которую стремятся использовать для улучшения очистки цилиндров от отработавших газов и для лучшего наполнения цилиндров горючей смесью .

Для более полной очистки цилиндров и уменьшения противодавления на поршень при вытеснении им отработавших газов выпускной клапан открывается значительно раньше, чем поршень достигнет н. м. т. У некоторых совреКнига с сайта http://gaz20.spb.ru Книга с сайта http://gaz20.spb.ru А. А. Сабинин. Скоростные автомобили .

Рис. 46. Привод верхних распределительных валов цилиндрическими шестернями А. А. Сабинин. Скоростные автомобили .

менных двигателей гоночных автомобилей угол опережения открытия выпускного клапана составляет 80—85° .

Вследствие высокого давления в цилиндре в момент открытия выпускного клапана скорость выходящих отработавших газов в начале выпуска очень велика и достигает 400—500 м/сек. Во время выпуска она постепенно снижается вместе с уменьшением количества выходящих газов и к концу выпуска в трубопроводе создает некоторое понижение давления, что способствует удалению отработавших газов из цилиндра, даже после того, как поршень начал движение вниз. Процесс выпуска продолжается и после прихода поршня в верхнюю мертвую точку, для чего выпускной клапан закрывается со значительным запаздыванием (50—55° после в. м. т.). При этом происходит хорошая очистка камеры сгорания от отработавших газов .

Улучшение наполнения цилиндров горючей смесью обеспечивается открытием впускного клапана с опережением (50—60° до в. м. т.), чем прежде всего достигается большее открытие впускного клапана к моменту начала хода впуска. Кроме того, инерция потока горючей смеси во впускном трубопроводе обеспечивает некоторое повышение давления перед впускным клапаном к моменту его открытия, что способствует лучшему наполнению цилиндра горючей смесью .

Закрытие впускного клапана происходит со значительным запаздыванием (60—70° после н. м. т.). В этот период давление в цилиндре будет значительно ниже, чем давление во впускном трубопроводе, несмотря на начавшееся движение поршня вверх. Только после того, как давление в трубопроводе и в цилиндре выравняется, наполнение цилиндра горючей смесью прекратится. Это выравнивание давлений наступит тем позднее, чем больше число оборотов коленчатого вала двигателя .

Таким образом, продолжительность открытия выпускного клапана увеличивается до 310—320°, а впускного клапана — до 290—310°. Перекрытие клапанов (т. е. период одновременного открытия впускного и выпускного клапанов) достигает 100—115° .

При больших числах оборотов нет опасности попадания отработавших газов во впускной трубопровод, так как потоки выходящих газов и горючей смеси имеют различные направления. На рис. представлена примерная

–  –  –

распределения вследствие применения прицепного шатуна, фазы газораспределения выбирают следующими Открытие выпускных окон — 75—82° Закрытие выпускных окон + 51—57° Открытие продувочных окон — 48—55° Закрытие продувочных окон + 65—82° При наличии прицепного шатуна поршни обоих цилиндров приходят в мертвые точки не одновременно. В некоторых случаях фазы берут по отношению к н. м. т. поршня, связанного с прицепным шатуном .

Как видно из приведенных данных, продувочные окна открываются позднее выпускных, из-за чего значительно понижается давление в цилиндре к моменту начала продувки и создается интенсивный поток отработавших газов, выходящих через выпускные окна под действием избыточного давления в цилиндре. После открытия продувочных окон вытеснение отработавших газов продолжается под действием поступающей в цилиндр свежей смеси .

Закрытие продувочных окон происходит с большим запаздыванием по сравнению с выпускными окнами, что при наличии нагнетателя обеспечивает дополнительный наддув горючей смеси в цилиндры .

Система смазки Работа двигателей гоночных автомобилей с высокими числами оборотов и большими нагрузками на детали шатунно-кривошипного механизма требует весьма интенсивной и надежной смазки трущихся деталей. Хорошая смазка уменьшает потери на трение и предохраняет трущиеся детали от быстрого износа. Кроме того, система смазки должна обеспечить хорошее охлаждение масла, так как через масло отводится часть тепла, в особености от подшипников коленчатого вала двигателя .

На большинстве современных двигателей гоночных автомобилей применяется смазка с сухим картером .

В отличие от обычной схемы смазки, применяющейся на серийных автомобилях (нижняя часть картера является масляным резервуаром), смазка с сухим картером предусматривает откачку масла из картера в масляный бачок, откуда оно подается для смазки трущихся поверхностей .

Для откачки и нагнетания масла имеются отдельные масляные насосы .

–  –  –

Две расположенных внизу секции насоса откачивают масло из переднего и заднего углубления картера в масляный бак большой емкости. Две верхних секции насоса нагнетают масло из бака: одна из них подает масло к коренным подшипникам коленчатого вала, а другая — к верхКнига с сайта http://gaz20.spb.ru А. А. Сабинин. Скоростные автомобили .

ним распределительным валам. В обеих подающих магистралях имеются редукционные клапаны .

Ко всем шатунным подшипникам масло проходит из коренных по каналам в щеках коленчатого вала. К игольчатым подшипникам в верхних головках шатунов нет подвода масла; они смазываются масляным туманом, так же как и стенки цилиндров .

Для смазки распределительного механизма в распределительных валах имеются каналы, из которых масло через небольшие сверления поступает к кулачкам и подшипникам распределительных валов. Из верхней части двигателя масло через картеры привода отводится в нижний поддон и забирается откачивающими насосами .

Большая емкость масляного бака (на некоторых автомобилях до л) обеспечивает хорошее охлаждение масла. Для рекордно-гоночных автомобилей, участвующих в заездах на короткие и средние дистанции, охлаждение масла при перекачке его через бак оказывается вполне достаточным .

Для дорожно-гоночных автомобилей, участвующих в соревнованиях на длинные дистанции, необходима установка дополнительных охладителей в виде масляных радиаторов .

Конструкция масляных радиаторов аналогична конструкции обычных водяных радиаторов. Иногда применяются масляные радиаторы, в которых масло охлаждается путем циркуляции воды. Масляные радиаторы, охлаждаемые воздухом, размещаются большей частью возле основных водяных радиаторов. Емкость масляные радиаторов обычно составляет 6—12 л .

Шестеренчатые масляные насосы, как правило, объединяются в одном корпусе и имеют общий привод. Корпус делится на отдельные отсеки для каждой секции насоса .

Каждая секция связана с соответствующим заборником масла из картера или нагнетающей магистралью. Производительность масляных насосов очень высокая и достигает 80—90 л/мин .

Масла для двигателей скоростных автомобилей К маслу, применяемому для двигателей спортивных и гоночных автомобилей, предъявляются весьма высокие требования. Масло должно быть стабильным, не менять

–  –  –

своих качеств при значительном нагреве; должно давать стойкую масляную пленку, сохраняющуюся при высоких давлениях и температурах; обладать необходимой маслянистостью и вязкостью; при сгорании отлагать как можно меньше нагара; не содержать вредных соединений. Этим требованиям удовлетворяет касторовое масло, а также высококачественные сорта минеральных масел .

Для большинства двигателей отечественных спортивных и гоночных автомобилей применяются высококачественные авиационные и автомобильные масла: авиационные масла марок МС-14, МС-20, МК-22 и МС-24 (ГОСТ 1013-49) (табл. 9), из других видов — масло СУ и дизельное масло со специальными присадками .

Для улучшения качества масел к ним добавляются в небольшом количестве специальные комплексные (3%) присадки, которые повышают смазочные и антикоррозийные свойства масел, а также понижают вязкость при низких температурах .

Согласно действующим общесоюзным стандартам, для автомобильных масел применяется присадка ЦИАТИМГОСТ 5303—50), а для дизельного масла — АЗНИИ-4 (ГОСТ 5304-50) .

Выбор сорта масла для двигателя зависит от величины давления на трущиеся поверхности и скорости вращения коленчатого вала. Чем больше давление и меньше скорость вращения, тем вязкость масла должна быть больше. Следовательно, при увеличении числа оборотов, соответствующих среднему режиму работы двигателя, масло должно выбираться с меньшей вязкостью .

Данные о кинематической вязкости масел приведены в табл. 9 и 10. В холодное время года применяют масла с меньшей вязкостью .

Касторовое масло (табл. 10) можно применять для всех типов двигателей гоночных автомобилей, однако следует иметь в виду некоторые его особенности. Касторовое масло не растворяется в бензине, поэтому при применении его для двухтактных двигателей, у которых масло добавляется непосредственно к топливу, приходится вводить в качестве стабилизатора ацетон в количестве 5%. В метаноле касторовое масло хорошо растворяется, поэтому в смесях, содержащих более 35% метанола, специальных стабилизаторов не требуется .

Недостатками касторового масла является склонность

–  –  –

Условная вязкость:

при 50°, не менее

при 90°, не менее

Температура вспышки по Мартенс-Пенскому (в °), не ниже

Зольность (в %). не более

Температура застывания (в °), не выше

–  –  –

Для двигателей спортивных и гоночных автомобилей, как правило, применяется жидкостная система охлаждения. Воздушная система охлаждения применяется только на малолитражных гоночных автомобилях с двигателями мотоциклетного типа .

Напряженный тепловой режим двигателей гоночных автомобилей требует интенсивного отвода большого количества тепла при работе с полной нагрузкой; кроме того, должен быть обеспечен быстрый прогрев двигателя. Этим требованиям в основном удовлетворяет водяная принудиКнига с сайта http://gaz20.spb.ru А. А. Сабинин. Скоростные автомобили .

Рис. 49. Радиатор с повышенной площадью обдува на дорожно-гоночном автомобиле тельная система охлаждения, снабженная термостатами для регулирования циркуляции воды .

Радиатор должен быть установлен так, чтобы получать хороший обдув встречным потоком воздуха (вентиляторы на гоночных автомобилях не ставятся). Установка радиаторов с большой поверхностью охлаждения в передней части автомобиля увеличивает площадь лобового сопротивления автомобиля, а следовательно, ухудшает его аэродинамические качества .

На рис. 49 представлен дорожно-гоночный автомобиль с радиатором, имеющим большую поверхность обдува, в результате чего площадь лобового сопротивления автомобиля значительно увеличилась .

В настоящее время радиатор делают более широким, но низким, при этом часть его лобовой поверхности закрыта кузовом. Для подвода к радиатору встречного потока воздуха в передней части кузова делают прорези .

Прорези выполняют так, чтобы в минимальной степени ухудшить обтекаемость автомобиля, для чего проводят экспериментальные исследования. Воздух, попавший внутрь кузова, не должен иметь сильных завихрений. Для создания определенного направления потоку воздуха внутри кузова устанавливают дефлекторы. Неправильное устройство подвода воздуха к радиатору увеличивает потери на сопротивления, которые могут достигнуть 15% всей мощности, затрачиваемой на преодоление сопротивления воздуха при движении автомобиля. Рациональнее всего проКнига с сайта http://gaz20.spb.ru А. А. Сабинин. Скоростные автомобили .

изводить подвод воздуха в передней части автомобиля, а отводить его — в среднем сечении автомобиля .

На некоторых рекордно-гоночных автомобилях, предназначенных для заездов на короткие дистанции, вместо радиатора устанавливают бак со льдом. Для работы в течение короткого периода времени запаса льда хватает для охлаждения проходящей через бак воды. Таяние льда вызывает интенсивное поглощение тепла и обеспечивает хорошее охлаждение двигателя .

В некоторых случаях при отсутствии радиатора устанавливают бак большой емкости с холодной водой, запаса которой хватает для охлаждения двигателя при заездах на короткие дистанции .

Циркуляция воды в системе охлаждения производится под действием центробежного насоса. Регулирование циркуляции воды осуществляется обычными гофрированными термостатами с легко кипящей жидкостью. Для улучшения прогрева двигателя впереди радиатора иногда выполняют шторки с ручным управлением .

В табл. 12 приведены данные по системам охлаждения двигателей советских гоночных автомобилей (система охлаждения — жидкостная, принудительная) .

–  –  –

К системе зажигания современных гоночных автомобилей предъявляются следующие требования:

1. Напряжение тока должно быть достаточно большим, чтобы преодолеть зазор между контактами свечи при высоких давлениях в цилиндре .

2. Величина напряжения тока во вторичной цепи не должна уменьшаться при большом увеличении числа оборотов .

3. Интенсивность искры должна быть достаточной для воспламенения смеси в цилиндрах двигателя .

4. Опережение зажигания должно соответствовать режиму работы двигателя и автоматически изменяться при изменении числа оборотов .

5. Приборы зажигания должны обладать большой надежностью и малым весом .

Сравнение систем батарейного зажигания и зажигания от магнето высокого напряжения указывает на ряд преимуществ последнего для большинства Рис. 50. Кривые изменения двигателей гоночных автомоби- длины искры при батарейной системе зажигания (1) и залей. Основное преимущество жигании от магнето (2) в магнето для быстроходных двизависимости от числа оборогателей заключается в том, что тов коленчатого вала оно дает более благоприятный изменения напряжения во вторичной обмотке xapaктер с увеличением числа оборотов якоря магнето .

На рис. 50 представлены кривые изменения длины искры при батарейной системе зажигания и зажигании от магнето в зависимости от числа оборотов коленчатого вала двигателя. С увеличением числа оборотов длина искры при батарейной системе зажигания быстро уменьшается, а у магнето длина искры сначала быстро возрастает и, достигнув определенного предела, остается почти постоянной .

Указанная закономерность изменения длины искры справедлива для определенного диапазона числа оборотов (примерно до 5000 об/мин якоря магнето) .

При дальнейшем увеличении числа оборотов, как показывает опыт, ввиду недостатка времени на образование

Книга с сайта http://gaz20.spb.ru А. А. Сабинин. Скоростные автомобили .

магнитного потока величина тока в первичной обмотке начинает уменьшаться. При этом падает и напряжение во вторичной обмотке магнето .

У некоторых двигателей гоночных автомобилей, имеющих очень высокое число оборотов (10 000 — 12 000 об/мин), а следовательно, и высокое число оборотов распределительного вала (5000 — 6000 об/мин), применяют батарейную систему зажигания .

В этом случае специальные приспособления производят быстрое замыкание контактов прерывателя после их разрыва, чтобы обеспечить скорейшее восстановление величины тока в первичной обмотке катушки зажигания .

Так как при большом числе цилиндров трудно обеспечить надежную бесперебойную работу системы батарейного зажигания, в многоцилиндровых двигателях гоночных автомобилей система зажигания делится на несколько самостоятельных линий .

Каждая линия обычно обслуживает четыре цилиндра и имеет свои прерыватель-распределитель и катушку зажигания .

Батарейная система зажигания для гоночного автомобиля более сложна, чем зажигание от магнето. Кроме того, вес всех приборов батарейного зажигания (включая аккумуляторную батарею) гораздо больше, чем вес магнето .

Преимуществом магнето является также надежность действия, даже в условиях сильных вибраций, хорошая герметичность и большая компактность. Поэтому на большинстве современных двигателей гоночных автомобилей, не имеющих очень высоких чисел оборотов, применяют магнето высокого напряжения .

При большом числе цилиндров (больше шести) часто устанавливают два магнето, причем каждое магнето обслуживает свою группу цилиндров. Например, для 12-цилиндровых двигателей применяют два магV-образных нето; каждое магнето обслуживает свой ряд цилиндров, как это показано на рис. 51 .

магнето* Привод четырехтактных двигателей осуществляется обычно от распределительных валов: исполь

–  –  –

Рис. 51. Установка двух магнето на 12-цилиндровом двигателе зуют концы распределительных валов или вводят шестеренчатую передачу с отношением 1:1 .

На некоторых многоцилиндровых двигателях гоночных автомобилей применяют магнето, используемые в авиации. Для легких двигателей гоночных автомобилей с небольшим числом цилиндров применяют магнето, используемые для мотоциклов и малолитражных стационарных двигателей, как, например, магнето КАТЭК М-48 .

На многих отечественных двигателях спортивных и гоночных автомобилей, построенных на базе серийных двигателей, сохраняют батарейную систему зажигания, вводя лишь некоторые изменения .

Для уменьшения веса автомобиля и потерь на привод генератора последний снимают с двигателя, и питание системы зажигания током низкого напряжения производится исключительно от аккумуляторной батареи. Хорошо заряженная батарея может обеспечить питание током только одной системы зажигания в течение длительного периода, достаточного для соревнований на большие дистанции .

Книга с сайта http://gaz20.spb.ru А. А. Сабинин. Скоростные автомобили .

Увеличение числа оборотов коленчатого вала двигателя вызывает необходимость усиления пружины рычажка прерывателя или установки второй дополнительной пружины с тем, чтобы избежать вибрации подвижного контакта .

Вес рычажка необходимо уменьшить, так как увеличение сил инерции вызывает запаздывание замыкания контактов и перебои в работе прерывателя на больших оборотах .

Катушки зажигания применяют обычного типа. Для обеспечения бесперебойной работы системы зажигания следует устанавливать запасную катушку зажигания, которая может быть быстро включена в цепь в случае неисправности основной .

К запальным свечам двигателей гоночных автомобилей предъявляют особенно высокие требования: высокую прочность, стойкость под действием высоких температур, способность изолятора сохранять свои диэлектрические свойства и хорошую герметичность свечи в сопряжении центральный электрод — изолятор .

Свечи имеют определенную тепловую характеристику, выражаемую так называемым калильным числом. Калильное число характеризует тепловое состояние свечи, температура отдельных частей которой должна находиться в определенных пределах.

Нижний конец изолятора свечи и центральный электрод при сильном нагреве могут явиться:

источником калильного зажигания, поэтому их температура не должна превышать 800—850° .

Недостаточный нагрев нижнего конца изолятора вызывает отказ в работе свечи, так как масло, попадающее на изолятор, неполностью сгорает, в результате чего через образовавшийся налет нагара ток может проходить с центрального электрода на массу. Для полного сгорания масла нижний конец изолятора должен иметь температуру около 500—580°, называемую температурой самоочищения свечи .

Свеча должна иметь определенную теплоотдачу с тем, чтобы обеспечить поддержание температуры нижнего конца изолятора в необходимых пределах в зависимости от тепловой нагрузки двигателя .

Свечи с большой теплоотдачей носят название «холодных» свечей и имеют наиболее высокие калильные числа .

Свечи с малой теплоотдачей (наименьшим калильным чи

<

Книга с сайта http://gaz20.spb.ru А. А. Сабинин. Скоростные автомобили .

слом) называются «горячими» свечами и применяются на тихоходных не форсированных двигателях .

Калильное число свечи будет тем больше, чем меньше поверхность обогрева изолятора горячими газами, поэтому холодные свечи имеют очень короткую юбочку изолятора .

Для лучшего отвода тепла от центрального электрода он должен быть достаточно массивным. У свечей с высоким Рис. 52.

Отечественные высококалильные свечи с керамическими изоляторами:

I — типа НМ1 2-3 с корундизовым изолятором завода им. Ломоносова, II — типа СГ с уралитовым изолятором завода «Ленкарз», III— типа ВКС с кристаллокорундовым изолятором завода АТЭ-2, 1 — нажимная втулка, 2 — герметик калильным числом в верхней части устраивается специальный ребристый радиатор, как у свечей ВКС-21 и ВКС-28 .

Отвод тепла от свечи улучшается с уменьшением ее размера, поэтому на большинстве двигателей гоночных автомобилей применяют свечи с небольшим диаметром ввертываемой части (14 мм) .

В последнее время получают распространение свечи, имеющие диаметр 10 мм .

Свечи малых размеров занимают меньшее простран

<

Книга с сайта http://gaz20.spb.ru А. А. Сабинин. Скоростные автомобили .

ство в камере сгорания, поверхность которой при полусферической форме стараются полностью использовать для более рационального расположения клапанов .

На рис. представлены отечественные запальные свечи с высоким калильным числом, а на рис. 53 — основные типы таких же свечей завода АТЭ-2 .

Чем выше степень сжатия и число оборотов коленчатого вала двигателя, тем с большим калильным числом должны быть установлены на нем свечи. «Холодные»

Рис. 53. Основные типы высококалильных свечей завода АТЭ-2

свечи выпускаются в настоящее время с калильными числами от 200 до 600 .

В табл. 13 приведены данные для выбора свечей в зависимости от типа и форсировки двигателя .

Иногда свечи устанавливаются в углублении камеры сгорания, имеющем перегородку с небольшим отверстием диаметром 7—9 мм. При этом ввертываемая часть свечи отделена от основного объема камеры сгорания и подвергается меньшему нагреву и забрасыванию маслом .

Подбор свечи для того или иного двигателя, помимо степени его форсировки, зависит также от предполагаемого режима работы, сорта топлива и регулировки карбюратора .

Книга с сайта http://gaz20.spb.ru А. А. Сабинин. Скоростные автомобили .

–  –  –

Работа двигателя в условиях часто меняющегося режима, например на кольцевых гонках, требует установки более горячей свечи, так как при уменьшении нагрузки может происходить забрасывание свечи маслом. При работе двигателя с постоянным режимом и полной нагрузкой (это наиболее характерно для рекордных заездов) применяют более холодные свечи. Подбор свечей производят обычно при стендовых испытаниях двигателя с регулировкой карбюратора, соответствующей получению максимальной мощности. При максимальной мощности двигателя правильно подобранная свеча должна давать калильное зажигание, если увеличить угол опережения зажигания на 6—8° по сравнению с наивыгоднейшим .

Устойчивая работа двигателя с полной нагрузкой в течение нескольких минут без появления калильного зажигания, при наивыгоднейшем угле опережения зажигания, дает гарантию надежной работы свечи на длительный период .

При установке свечей с высоким калильным числом Книга с сайта http://gaz20.spb.ru А. А. Сабинин. Скоростные автомобили .

затрудняется прогрев двигателя и происходит нагарообразование на электродах свечей. Вследствие этого для предварительного прогрева применяют свечи с небольшим калильным числом, которые затем заменяют свечами с высоким калильным числом .

Недостаточная прочность свечей приводит к выдавливанию центрального электрода из изолятора. Необходима также высокая сопротивляемость электродов действию высоких температур, так как в противном случае происходит быстрое оплавление электродов. Данные по электрооборудованию даны в табл. 13 а .

Таблица 13а

–  –  –

Топливо, применяемое для высокофорсированных двигателей, должно обладать следующими свойствами:

1. Стойкостью в отношении детонации, чтобы обеспечить возможность работы двигателя с высокими степенями сжатия и давлениями наддува .

2. Высокой теплотворностью .

3. Хорошей испаряемостью .

Качество того или иного топлива зависит от его элементарного состава и химической структуры. Большинство топлив представляет собою углеводородные соединения, а в состав спиртов входит также и кислород .

Автомобильные и авиационные бензины состоят из различных углеводородов, относящихся даже к различным группам .

Антидетонационные свойства топлива. Антидетонационная стойкость топлива для высокофорсированного двигателя приобретает в настоящее время особенно большое значение. Детонация представляет собою ненормальный процесс сгорания, протекающий с очень высокими скоростями м/сек). Внешними признаками (около 2000—3000 детонации служит появление резкого металлического стука, перегрев двигателя, неполное сгорание топлива, заметное по появлению черного дыма. Появление детонации вызывает уменьшение мощности двигателя и создает резко возрастающие нагрузки на детали шатунно-кривошипного механизма. Склонность топлива к детонации усиливается с повышением давления и температуры в копне хода сжатия .

Так как повышение давления в конце хода сжатия является одним из основных условий повышения мощности двигателя, то у двигателей без нагнетателей повышают степень сжатия, а у двигателей с нагнетателями — давление наддува. Пределом повышения давления в конце хода сжатия является возможность возникновения детонации, в связи с чем особенное значение приобретает антидетонационная стойкость топлива, которую повышают различными способами .

Появление детонации зависит также от условий

Книга с сайта http://gaz20.spb.ru А. А. Сабинин. Скоростные автомобили .

работы двигателя. С увеличением числа оборотов коленчатого вала двигателя (а следовательно, и с увеличением скорости поршня) при постоянном открытии дросселя детонация уменьшается, так как с увеличением числа оборотов снижаются давления и температуры процесса сгорания .

Стойкость топлива в отношении детонации определяется его октановым числом при работе двигателя на обедненной смеси. Октановое число является условной величиной, показывающей стойкость данного топлива по отношению к детонации по сравнению со смесью двух углеводородов гептана и изооктана. Процентное содержание изооктана в смеси с гептаном, дающей такую же антидетонационную стойкость, как данное топливо, является для последнего его октановым числом .

Изооктан является наиболее стойким в отношении детонации углеводородом, поэтому чем больше его содержание в смеси, тем выше ее антидетонационные свойства .

Следовательно, топлива имеют тем большую стойкость в отношении к детонации, чем выше их октановое число .

В табл. 14 приведен элементарный состав некоторых углеводородов и спиртов и даны их октановые числа .

Таблица 14

–  –  –

ловый свинец, его действие в 600 раз сильнее действия бензола. В чистом виде тетраэтиловый свинец не применяется, а обычно используется в виде так называемой этиловой жидкости марки Р-9. В состав этиловой жидкости входят компоненты, предотвращающие отложение свинца на клапанах, электродах свечи и стенках камеры сгорания .

Присадка незначительных (не более 3 см3 на 1 кг бензина) количеств этиловой жидкости намного улучшает антидетонационные свойства бензинов. Дальнейшее увеличение количества этиловой жидкости в присадке не дает заметного улучшения антидетонационной стойкости бензина .

В табл. 16 приведены данные по результатам присадки этиловой жидкости .

Таблица 16 Октановые числа бензинов с присадкой этиловой жидкости (по Забрянскому)

–  –  –

Для двигателей спортивных и гоночных автомобилей широкое применение имеют бензино-бензольные смеси, обладающие довольно высокими антидетонационными свойствами. При этом бензол должен быть высокого качества;

лучше всего использовать авиационный бензол нефтяного происхождения, так называемый пиро-бензол .

В табл. 17 приведены октановые числа смесей бензина А-70 с авиационным бензолом .

Для высокофорсированных двигателей применяют спиртовые смеси, обладающие высокой антидетонационной стойкостью, а также некоторыми другими положиКнига с сайта http://gaz20.spb.ru А. А. Сабинин. Скоростные автомобили .

–  –  –

Теплотворность топлива. Под теплотворностью топлива понимается количество тепла, выделяемое при полном сгорании 1 кг топлива. Чем выше теплотворность топлива, тем большее количество работы можно получить при его сгорании в цилиндрах двигателя. Но в цилиндры двигателя топливо поступает в смеси с воздухом, поэтому эффективность работы двигателя зависит от теплотворности топливовоздушной смеси. Некоторые топлива, имеющие небольшую теплотворность, но требующие для своего полного окисления небольшого количества воздуха, обладают достаточно высокой теплотворностью топливовоздушной смеси .

В табл. 18 приведены низшие теплотворности топлив и соответствующих топливовоздушных смесей .

Если же взять теплотворность 1 м3 топливовоздушной смеси (при 15° и нормальном давлении), то она будет примерно одинаковой для различных видов топлив и равной около 820—850 кал/м3 .

Как видно из табл. метиловый спирт, имеющий 17, наименьшую теплотворность, дает высокую теплотворность топливовоздушной смеси. При работе на метиловом

–  –  –

спирте от двигателя можно получить высокую мощность .

Расход топлива обратно пропорционален теплотворности и резко возрастает при использовании таких топлив, как спирт; поэтому применение топлив с низкой теплотворностью целесообразно лишь в некоторых случаях. Основным компонентом топливных смесей для большинства двигателей скоростных автомобилей является бензин, обладающий наивысшей теплотворностью .

Испаряемость топлива. Испаряемость оценивается по температуре, при которой выкипает определенное количество топлива (в % от нагреваемого объема). Температура, при которой выкипает 10% топлива, характеризует его пусковые качества; температура, соответствующая выкипанию 50% топлива, характеризует его способность обеспечить двигателю приемистость; температура выкипания 90% топлива определяет его качества с точки зрения разжижения смазки .

В табл. 15 приведены данные по испаряемости бензинов основных марок .

Испаряемость топлива влияет на смесеобразование .

Частицы неиспаренного топлива осаждаются на стенках впускного трубопровода. Смесь с неиспаренными частицами топлива плохо сгорает, более склонна к детонации;

частицы жидкого топлива, попадая на стенки цилиндров, смывают смазку и способствуют появлению коррозии на металлической поверхности. Поэтому топлива для двигателей гоночных автомобилей должны обладать хорошей испаряемостью .

Но на испарение топлива затрачивается тепло топливоКнига с сайта http://gaz20.spb.ru А. А. Сабинин. Скоростные автомобили .

воздушной смеси. При этом температура ее понижается, а плотность увеличивается. Температура смеси понижается тем больше, чем выше.скрытая теплота испарения данного топлива. Основные автомобильные топлива имеют следующую скрытую теплоту испарения: бензин 75 ккал/кг, бензол 95 ккал/кг, этиловый спирт 200 ккал/кг, метиловый спирт 260 ккал/кг .

Спирты, имеющие наибольшую скрытую теплоту испарения, больше других топлив понижают температуру топливовоздушной смеси .

Низкая температура топливовоздушной смеси способствует внутреннему охлаждению цилиндров двигателя .

Сравнительно холодная смесь, поступая в цилиндры, отнимает тепло от наиболее нагретых поверхностей и уменьшает температуру в конце хода сжатия. Более низкая температура смеси в конце хода сжатия уменьшает опасность появления детонации .

Наибольшее внутреннее охлаждение цилиндров двигателя дает применение спирта, так как он имеет наиболее высокую скрытую теплоту испарения. Большое количество спирта в смеси содействует лучшему охлаждению двигателя .

Пределы воспламеняемости топливовоздушной смеси устанавливаются по ее составу, определяемому коэффициентом избытка воздуха .

Низшим пределом воспламеняемости для большинства топливовоздушных смесей является богатая смесь с = 0,4 — 0,5, высший предел воспламеняемости соответствует бедной смеси с = 1,15— 1,2. Для двигателей гоночных автомобилей применяют исключительно обогащенные смеси, при которых двигатель может развить большую мощность. Поэтому необходимо обеспечить надежное воспламенение смеси при малых значениях. Наилучшие результаты в этом случае дает спирт, обеспечивающий хорошую воспламеняемость от электрической искры при изменении состава топливовоздушной смеси в широком диапазоне .

Нагарообразование. Крекинг-бензины и каменноугольный бензол дают большое образование нагара и смолистых отложений. Поэтому их применение в двигателях гоночных автомобилей крайне нежелательно. Наиболее полное сгорание без образования нагара дает спирт .

Стабильность топлива. Крекинг-бензин отличается

Книга с сайта http://gaz20.spb.ru А. А. Сабинин. Скоростные автомобили .

также плохой стабильностью и изменяет свои качества при более или менее длительном хранении .

Стабильность имеет большое значение для топливных смесей с содержанием спирта, так как при низкой температуре они имеют склонность к расслаиванию. Для сохранения стабильности спиртовых смесей в них добавляют специальные стабилизаторы, как, например, ацетон (до 10%), бутиловый спирт (до 15%). Роль стабилизатора выполняет также бензол, вследствие чего тройные смеси (бензин-бензол-спирт) более стойки против расслаивания .

Выбор топлива для скоростных автомобилей Выбор топлива для автомобилей, принимающих участие в скоростных соревнованиях, зависит от типа и степени форсировки двигателей, установленных на этих автомобилях, а также условий соревнований. Состав топлива часто регламентируется правилами соревнований. В некоторых соревнованиях как для серийных, так и для гоночных автомобилей ограничивается октановое число применяемого топлива, а иногда указывается определенный вид топлива .

Когда выбор топлива предоставляется на усмотрение участников, последним приходится считаться с продолжительностью и дистанцией соревнований .

При линейных шоссейных соревнованиях на большую дистанцию очень важно обеспечить наименьший расход топлива с тем, чтобы сократить запас его на автомобиле и уменьшить вес автомобиля. В соревнованиях на короткие дистанции и при рекордных заездах расход топлива не имеет большого значения; поэтому выбор топлива производят, исходя из требований получения наибольшей мощности двигателя .

Для серийных автомобилей, приспособленных к спортивным целям, применяют обычно автомобильный бензин с наибольшим октановым числом и с присадкой сильных антидетонаторов типа этиловой жидкости .

Спортивные автомобили работают обычно на высокооктановых бензинах и бензино-бензольных смесях .

Для дорожно-гоночных автомобилей в соревнованиях на большие дистанции применяют обычно смеси из высокооктанового бензина и высокосортного нефтяного пиробензола .

Книга с сайта http://gaz20.spb.ru А. А. Сабинин. Скоростные автомобили .

Рекордно-гоночные автомобили работают, как правило, на спиртовых смесях, основу которых составляет метиловый спирт. Для рекордных заездов на большие дистанции двигатели рекордно-гоночных автомобилей подвергают иногда некоторому уменьшению форсировки сравнепо нию с заездами на короткие дистанции). В этом случае для них также используют бензино-бензольные смеси .

Двухтактные двигатели гоночных автомобилей, работающие с наиболее напряженным тепловым режимом, яри значительной форсировке, требуют применения Метилового спирта, обеспечивающего хорошее внутреннее охлаждение цилиндров двигателя .

Степень форсировки двигателя, являющаяся основным фактором, влияющим на выбор сорта топлива, определяется величиной степени сжатия или величиной давления наддува двигателей с нагнетателями). Значительное (для влияние на выбор топлива при данной степени сжатия имеет также диаметр цилиндров двигателя, материал, из которого выполнены цилиндры, головки и поршни и форма камеры сгорания .

При уменьшении диаметра цилиндров тепловые напряжения в них уменьшаются и может быть допущено топливо с меньшей детонационной стойкостью. Применение материалов, имеющих большую теплопроводность для указанных выше деталей, позволяет несколько снизить требования к топливу в отношении стойкости к детонации .

Применение полусферических камер с верхними клапанами позволяет увеличить степень сжатия при работе на тех же сортах топлива по сравнению с нижнеклапанными двигателями .

Расход топлива

Скоростные автомобили различных типов имеют различные расходы топлива. Как и для стандартных автомобилей, расход топлива зависит от ряда факторов: конструкции автомобиля вес, обтекаемость); типа (размеры, и мощности двигателя; сорта применяемого топлива; состава смеси (регулировка карбюратора); скорости движения автомобиля и др. С увеличением скорости движения автомобиля увеличиваются затраты мощности на преодоление сопротивления качению и воздуха, а следовательно, и расход топлива .

–  –  –

В 1951 г. соревнования проводились на дистанцию 300 км, а в 1952 г. — на дистанцию 500 км. В соревнованиях 1951 г. автомобили М-20 имели увеличенный рабочий объем двигателя до 2,49 л, а в соревнованиях 1952 г. рабочий объем двигателей оставался стандартным — 2,12 л .

Этим объясняется более высокий расход топлива автомобилями, участвовавшими в соревнованиях в 1951 г .

Автомобили Горьковского автомобильного завода с одинаковой подготовкой имели одинаковый расход топлива. Значительные колебания в расходе топлива некоторыми автомобилями были вызваны различными способами подготовки автомобилей к соревнованиям и различной регулировкой карбюраторов .

На всех автомобилях, имевших наименьший расход топлива, было установлено по два карбюратора К-22А Книга с сайта http://gaz20.spb.ru А. А. Сабинин. Скоростные автомобили .

с отдельными впускными патрубками на каждые два цилиндра .

Установка одного карбюратора МКЗ-ЛЗ не дала положительных результатов как в отношении увеличения вредней скорости движения автомобиля, так и в отношении экономичности .

Спортивные автомобили, построенные на базе серийных автомобилей, при скоростях движения до 200 км/час дают увеличение расхода топлива примерно на 30—40% по сравнению с нормами расхода топлива для легковых автомобилей соответствующих классов. Сравнительно небольшое ухудшение экономичности спортивных автомобилей при резком возрастании скорости движения объясняется меньшим удельным расходом топлива вследствие более совершенной конструкции двигателя и работы его с полной нагрузкой, а также улучшения обтекаемости и снижения веса автомобиля .

Рекордно-гоночные автомобили имеют резко повышенные расходы топлива, в особенности при работе на спиртовых смесях. Удельные расходы топлива достигают у некоторых двигателей до 1 кг/л в час, а абсолютные расходы топлива автомобилей «старших» классов, снабженных нагнетателями, составляют 100—120 л/100 км .

СИСТЕМА ПИТАНИЯ

На автомобилях, принимающих участие в скоростных соревнованиях, применяют карбюраторы различных типов .

Серийные автомобили, предназначенные для скоростных соревнований, и спортивные автомобили имеют стандартные карбюраторы легковых автомобилей с измененной регулировкой. На многих гоночных автомобилях также применяют стандартные карбюраторы, но иногда устанавливают специальные карбюраторы. На малолитражных двигателях гоночных автомобилей обычно применяют карбюраторы мотоциклетного типа .

К карбюраторам высокофорсированных быстроходных двигателей предъявляют следующие основные требования:

1. Приготовление горючей смеси необходимого состава для обеспечения максимальной мощности двигателя. Хорошее распыливание топлива и перемешивание его с воздухом .

Книга с сайта http://gaz20.spb.ru А. А. Сабинин. Скоростные автомобили .

–  –  –

В двухтактных двигателях с нагнетателями, отличающихся особенно напряженным тепловым режимом, внезапное обеднение смеси часто приводит к прогоранию поршней .

Карбюраторы скоростных автомобилей. На отечественных гоночных автомобилях большей частью применяются стандартные карбюраторы К-22А, К-25 и МКЗ-ЛЗ .

Получение обогащенного состава горючей смеси в карбюраторах всех типов обеспечивается увеличением сечения жиклеров. Сечение жиклеров подбирается в соответствии с сортом топлива. При этом следует учитывать большее содержание в топливовоздушной смеси (по сравнению с бензино-воздушной смесью) таких топлив, как бензол, толуол и спирт .

Некоторые топлива, как, например, бензол, имеют большую вязкость, что увеличивает сопротивление при прохождении через жиклеры. Таким образом, при применении этих топлив нужно увеличивать производительность жиклеров .

Ориентировочно о производительности жиклера можно судить по его диаметру .

Ниже даны примерные данные изменения диаметра жиклеров в зависимости от вида применяемого топлива*:

–  –  –

В карбюраторах с регулировочной иглой для повышения производительности жиклера, помимо увеличения диаметра жиклера, уменьшают также сечение конической части регулировочной иглы .

Производительность жиклеров определяется на обычных тарировочных приборах .

Приводимые ниже данные показывают, в каких пределах изменяется производительность жиклеров для двухтактного двигателя (с нагнетателем) с рабочим объемом до 350 см3 в зависимости от вида топлива:

–  –  –

Хорошее распыливание топлива и перемешивание его с воздухом происходит при достаточно высокой скорости воздуха в диффузоре. Для уменьшения сопротивления впуску смеси увеличивают сечение диффузора, но так, чтобы обеспечить достаточно высокую скорость движения воздуха в диффузоре .

Способы автоматического поддержания наивыгоднейшего состава горючей смеси в специальных карбюраторах скоростных автомобилей такие же, как и в карбюраторах серийных автомобилей. Наиболее распространенным в последнее время является способ пневматического торможения топлива .

При использовании стандартных карбюраторов для спортивных и гоночных автомобилей сохраняется система насоса-ускорителя, обогащающая смесь при резком открытии дроссельной заслонки и обеспечивающая хорошую приемистость двигателя .

Уменьшение сопротивления впуску горючей смеси достигается установкой на двигатель нескольких карбюраторов. Каждый карбюратор обеспечивает питание двухтрех цилиндров, благодаря чему карбюратор располагается ближе к впускным каналам соответствующих цилиндров; длина впускного тракта при этом сокращается и трубопроводы имеют более простую форму. Установка нескольких карбюраторов на многоцилиндровом двигателе улучшает также распределение смеси по цилиндрам .

На рис. 55 показана установка четырех карбюраторов на 12-цилиндровом V-образном двигателе .

В некоторых случаях устанавливают отдельный карбюратор на каждый цилиндр; такой способ применяется в двигателях с числом цилиндров не больше шести. Установка большого числа карбюраторов создает трудность обеспечения одинаковой их регулировки. Синхронное управление всеми карбюраторами особых трудностей не представляет .

При установке нескольких карбюраторов с отдельКнига с сайта http://gaz20.spb.ru А. А. Сабинин. Скоростные автомобили .

Рис. 55. Установка четырех карбюраторов на 12-цилиндровом V-образном двигателе ными впускными патрубками необходимо соединять их между собою уравнительными трубками во избежание сильной пульсации потока горючей смеси в каждом отдельном трубопроводе .

При наличии нагнетателя обычно устанавливается один карбюратор .

На рис. 56 показана установка карбюратора на нагнетателе у автомобиля «Дзержинец»; над горловиной карбюратора виден козырек для направления потока воздуха .

Уменьшение сопротивления впуску обеспечивается также выбором рационального сечения диффузора, тщательной обработкой внутренних поверхностей диффузора и воздушного патрубка, приданием дроссельной заслонке наиболее обтекаемой формы, уменьшающей возможность завихрения потока горючей смеси .

На малолитражных гоночных двигателях типа «Харьков-Л250» устанавливаются мотоциклетные карбюраторы типа «Ленкарз». На рис. 57 и 58 представлены разрезы такого карбюратора; из поплавковой камеры 1 топливо

–  –  –

поступает через канал 2 к жиклеру 3, сечение которого регулируется конусной иглой 4, и далее по каналу 5 к главному жиклеру 6. Выходя из главного жиклера, топливо подхватывается воздушным потоком, проходящим по воздушному патрубку распыливается и перемешивается 10, с воздухом .

Вместо дроссельной заслонки, как в карбюраторах автомобильного типа, в данном карбюраторе установлен дроссельный золотник 7, управляемый тросом 8 .

При подъеме дроссельного золотника проходное сечение в карбюраторе увеличивается, а следовательно, растет подача смеси в цилиндры двигателя. Одновременно поднимается и конусная игла 4, увеличивающая проход топлива к главному жиклеру .

Воздушный корректор позволяет регулировать состав горючей смеси .

В отличие от других мотоциклетных карбюраторов этот карбюратор не имеет дозирующей иглы в главном жиклере, что уменьшает сопротивление истечению топлива и улучшает его распыливание. В мотоциклетной практике Книга с сайта http://gaz20.spb.ru А. А. Сабинин. Скоростные автомобили .

карбюраторы этого типа получили название прямоточных .

Преимуществами таких карбюраторов является простота конструкции, небольшое сопротивление проходу смеси и возможность удобной регулировки .

На автомобилях класса 250 и 350 см3 применялись карбюраторы с диаметром диффузора 26 и 27 мм .

Рис. 57. Поперечный разрез карбюратора типа «Ленкарз»

Система подачи топлива. На большинстве спортивных и гоночных автомобилей устанавливаются топливоподкачивающие насосы диафрагменного типа, лишь в автомобилях с очень мощными двигателями, имеющими большой расход топлива, иногда подача его осуществляется насосами коловратного типа. Привод топливных насосов — обычно от распределительного вала .

Расположение и устройство топливных баков имеет весьма существенное значение для скоростных автомобиКнига с сайта http://gaz20.spb.ru А. А. Сабинин. Скоростные автомобили .

–  –  –

Рис. 59. Установка дополнительного топливного бака на месте заднего сидения автомобиля «Москвич»

Для уменьшения сопротивления подачи топлива топливопроводы должны иметь достаточно большое сечение, изгибы их должны быть плавными, без малых радиусов закругления. Во избежание образования паровых пробок;

топливопроводы прокладываются на значительном расстоянии от сильно нагретых мест .

На гоночных автомобилях должны быть установлены, хотя бы простейшие воздушные фильтры, так как случайное попадание крупных частиц может серьезно нарушить работу двигателя и в особенности нагнетателя. На большинстве гоночных автомобилей у горловины карбюратора устанавливаются простейшие сетчатые фильтры, не представляющие существенного сопротивления для поступления воздуха .

На серийных автомобилях, участвующих в скоростных соревнованиях, часто сохраняют воздухофильтры стандартных типов, у которых удаляется часть сетки (например, на автомобилях «Москвич»), а также снимается воздушная заслонка карбюратора, создающая дополнительное сопротивление поступлению воздуха .

Система выпуска отработавших газов. Отработавшие газы должны удаляться с наименьшим сопротивлением в выпускной системе. Поэтому в гоночных автомобилях устраивают так называемый свободный выпуск через ко роткие выпускные патрубки или же применяют постепенно Книга с сайта http://gaz20.spb.ru А. А. Сабинин. Скоростные автомобили .

Рис. 60. Устройство выпускных патрубков с короткими раструбами на автомобиле «Дзержинец»

–  –  –

расширяющиеся конические раструбы — мегафоны. Свободный выпуск обычно удобнее всего выводить наверх или вбок через соответствующие прорези в кузове .

На рис. 60 показано устройство выпускных патрубков с короткими раструбами, выведенными вбок на автомобиле «Дзержинец». В автомобиле «Харьков-6» выпуск отработавших газов производится через короткие патрубки, направленные вверх (рис. 61) .

Выпуск отработавших газов через длинные мегафоны, выведенные назад, показан на рис. 61 .

Выбор оптимальной длины и сечения мегафонов обычно проверяют опытом .

Данные по системам питания отечественных гоночных автомобилей даны в табл. 20 .

–  –  –

оборотов приводит к еще большему уменьшению коэффициента наполнения, в результате чего мощность двигателя начинает падать .

Это уменьшение коэффициента наполнения вызывает перегиб скоростной характеристики двигателя, происходящий у большинства форсированных двигателей без нагнетателей при 5500—6000 об/мин .

Подача смеси под давлением с помощью нагнетателя позволяет повысить наполнение цилиндров горючей смесью (v 1), увеличивает мощность и смещает ее максимум в сторону большего числа оборотов .

На рис. 63 показаны кривые эффективной мощности автомобильного двигателя при работе с нагнетателем и без него .

–  –  –

Нагнетатель имеет рабочее колесо с лопатками при вращении которого воздух поступает (крыльчатку), на лопатки около оси вращения и отбрасывается центробежной силой к периферии, проходя по кольцевому каналу в направлении к выходному патрубку, при этом давление воздуха повышается в зависимости от числа оборотов крыльчатки .

Центробежные нагнетатели могут обеспечить высокую производительность и давление только при весьма большом числе оборотов (около 20 000 об/мин). С уменьшением числа оборотов производительность центробежного нагнетателя резко уменьшается. Поэтому центробежные нагнетатели применяют только у весьма высокооборотных Рис. 65. Схема объемного нагнетателя с одним ротором (коловратного) двигателей, устанавливаемых обычно на рекордно-гоночных автомобилях .

Преимуществом центробежного нагнетателя является высокий к. п. д. при работе с большим числом оборотов .

В объемных нагнетателях повышается давление воздуха путем уменьшения его объема при вращении ротора нагнетателя .

Существует два типа объемных нагнетателей: с одним и с двумя роторами. Нагнетатели с одним ротором обычно называются коловратными .

Схема такого нагнетателя показана на рис. 65. В корпусе 1 вращается эксцентрично расположенный ротор 2;

Книга с сайта http://gaz20.spb.ru А. А. Сабинин. Скоростные автомобили .

лопатки 6 ротора установлены в радиальных прорезах 8 и при вращении ротора под действием центробежной силы прижимаются к барабану 4. В некоторых конструкциях барабан вращается в корпусе. При этом барабан получает вращение от вала через лопатки и движется вместе с

–  –  –

ними, что уменьшает износ лопаток. Уменьшение объема отсеков между лопатками увеличивает давление воздуха, который через окна 5 в барабане поступает в выходной патрубок. На рис. 66 представлен поперечный разрез коловратного нагнетателя конструкции ЦКБ мотоциклетной промышленности .

Схема объемного нагнетателя с двумя роторами представлена на рис. 67. Два ротора циклоидальной формы вращаются в противоположные стороны в общем корпусе;

воздух, поступающий из входного нижнего патрубка, попадает в пространство между стенками корпуса и лопастями роторов и подается последними в направлении, указанном стрелками. Когда лопасти обоих роторов сходятся, объем между ними уменьшается и сжатая горючая смесь поступает в выходной верхний патрубок. Между лопастями роторов, а также между лопастями и стенками корКнига с сайта http://gaz20.spb.ru А. А. Сабинин. Скоростные автомобили .

–  –  –

Зависимость давления наддува от степени сжатия Мощность двигателя, снабженного нагнетателем, зависит от величины давления наддува. Чем выше давление наддува, тем больше наполнение двигателя горючей смесью. В то же время при увеличении давления наддуваКнига с сайта http://gaz20.spb.ru А. А. Сабинин. Скоростные автомобили .

возрастают затраты мощности на привод нагнетателя. Поэтому увеличение давления наддува рационально лишь в определенных пределах и с учетом максимальных давлений и температур в конце хода сжатия. Резкое повышение давления и температуры в конце хода сжатия вызывает опасность появления детонации, поэтому при применении наддува приходится понижать степень сжатия по сравнению с допустимой для данного топлива при обычных условиях подачи смеси в цилиндры .

Необходимое снижение степени сжатия определяется = то эмпирической формуле:

н, где 1 — наибольшая степень сжатия, допустимая при работе без наддува;

2 — наибольшая степень сжатия, допустимая при работе с наддувом;

Р0 — атмосферное давление, мм рт. ст.;

Рн — абсолютное давление наддува, мм рт. ст .

При применении наддува возрастают нагрузки на детали шатунно-кривошипного механизма. Это увеличение особенно заметно при установке объемных нагнетателей, которые дают повышение среднего эффективного давления на всем диапазоне числа оборотов, а следовательно, повышают его максимальное значение .

В двигателях, построенных на базе стандартных агрегатов, обладающих меньшими запасами прочности (по сравнению со специально гоночными двигателями), приходится иногда ограничивать давление наддува и степень сжатия ниже пределов, допускаемых опасностью появления детонации .

Растут также и тепловые напряжения деталей в двигателях с большим диаметром цилиндров, допускаемое давление наддува уменьшается, так как при этом возрастает опасность перегрева двигателя .

–  –  –

в который он подает воздух под давлением, и 2) нагнетатель устанавливают между карбюратором и двигателем;

при этом нагнетатель подает в цилиндры под давлением приготовленную в карбюраторе горючую смесь .

Первый способ менее распространен, так как при этом поплавковая камера карбюратора должна быть герметически закрытой и необходимо в ней создавать давление, равное давлению в нагнетательном трубопроводе. Кроме того, повышенное давление необходимо создавать и в топливном баке .

Второй способ, помимо упрощения конструкции приборов системы питания, позволяет обеспечить хорошее перемешивание топлива с воздухом в самом нагнетателе .

На всех отечественных гоночных автомобилях, имеющих двигатели с наддувом, применяют второй способ расположения нагнетателя. При установке нагнетателя необходимо предусмотреть способы предотвращения резкого повышения давления при возможных обратных вспышках и взрыве горючей смеси в самом нагнетателе. С этой целью на нагнетательном трубопроводе или корпусе нагнетателя устанавливают предохранительный клапан большого сечения (на рис. 67 буквой а обозначен предохранительный клапан, установленный на нагнетательном трубопроводе) .

Привод нагнетателей Привод нагнетателя зависит от расположения его на двигателе .

Нагнетатель можно устанавливать впереди двигателя, позади двигателя, над коробкой передач или сбоку двигателя. При установке нагнетателя в передней или задней части двигателя привод осуществляется обычно цилиндрическими шестернями от коленчатого вала. При расположении нагнетателя сбоку двигателя на большом расстоянии от коленчатого вала выполняется цепной привод .

Выбор передаточного отношения к нагнетателю зависит от типа нагнетателя и числа оборотов коленчатого вала двигателя. Для центробежных нагнетателей устанавливают обычно привод, повышающий число оборотов ротора нагнетателя .

У высокооборотных двигателей, снабженных коловратными нагнетателями, передаточное отношение приходится иногда делать пониженным (0,7—0,8), так как из условий

–  –  –

прочности лопаток нагнетателя число оборотов ротора должно быть уменьшено по сравнению с числом оборотов коленчатого вала двигателя .

Указанные выше типы отечественных коловратных нагнетателей обеспечили высокую надежность работы при числе оборотов 6500—7000 в мин.; привод к ним осуществляется цепной, с передаточным отношением 1:1 .

При установке нагнетателей на серийных или спортивных автомобилях иногда применяется ременный привод .

На рис. 68 показана установка и ременный привод объемного нагнетателя на автомобиле М-20. В соревнованиях такие автомобили участвуют вне общего зачета .

СИЛОВАЯ ПЕРЕДАЧА

При рассмотрении общей конструктивной компановки автомобиля указывалось, что агрегаты силовой передачи в зависимости от их расположения на автомобиле могут иметь различную форму. Например, при заднем расположении двигателя вместо общепринятой схемы силовой пе

–  –  –

редачи коробку передач часто располагают за задним мостом, соединяя с картером главной передачи .

Несмотря на различие конструкций отдельных агрегатов, принцип действия их аналогичен принципу действия агрегатов серийных автомобилей .

На рис. 69 показано расположение агрегатов силовой передачи на автомобиле «Звезда-3М» с установкой коробки передач за задним мостом, а на рис. 70 — обычная схема расположения агрегатов на автомобиле «Харьков-Л250» .

<

–  –  –

К сцеплению спортивных и гоночных автомобилей предъявляются следующие основные требования:

1. Отсутствие буксования при включенном сцеплении и передача большого крутящего момента .

2. Полное разобщение дисков при выключенном сцеплении .

3. Небольшой момент инерции ведомой части сцепления .

4. Хороший отвод тепла от трущихся деталей .

5. Малые размеры и вес .

6. Легкость выключения сцепления .

На большинстве спортивных и гоночных автомобилей устанавливают Рис. 7 0. Расположение агрегатов одно- или двухдисковое силовой передачи на автомобиле сцепление сухого фрикци- «Харьков-Л250»

онного типа .

Так как двигатели гоночных автомобилей развивают высокую мощность и достаточно большой крутящий момент, для предотвращения пробуксовки сцепления необходимо устанавливать сильные пружины .

Для уменьшения жесткости пружин иногда применяют полуцентробежные устройства, создающие дополнительное давление на диски при большом числе оборотов .

Полуцентробежные устройства с грузами, расходящимися к периферии и увеличивающими давление на диск за счет центробежной силы, значительно повышают нагрузку на больших оборотах. В результате действия повышенного давления износ обшивок ведомого диска несколько увеличивается .

Условия работы сцепления на гоночном автомобиле особенно тяжелы в момент трогания с места, когда сцепКнига с сайта http://gaz20.spb.ru А. А. Сабинин. Скоростные автомобили .

ление работает с большой пробуксовкой. Работа с пробуксовкой вызывает сильное нагревание дисков и при недостаточно хорошем отводе тепла может происходить сгорание обшивок .

Для уменьшения инерции ведомой части сцепления ведомый диск и его обшивка должны выполняться по возможности тонкими. Отвод тепла производится через нажимной диск, имеющий большую массу. Улучшение отвода тепла достигается устройством вентиляции картера сцепления .

Облегчение выключения сцепления обеспечивается подбором соотношения плечей рычагов механизма выключения .

На большинстве отечественных гоночных автомобилей устанавливались стандартные сцепления, соответствующие применяемому типу двигателя с усиленной жесткостью пружин .

Коробка передач Основное назначение коробки передач — изменять тяговое усилие на ведущих колесах автомобиля — сохраняется и для скоростных автомобилей. Это изменение тягового усилия должно соответствовать условиям быстрого разгона, что для скоростных автомобилей имеет первостепенное значение .

Поэтому при создании специальных коробок передач для гоночных автомобилей выбор числа ступеней и передаточных чисел определяют, исходя из динамического расчета, так, чтобы обеспечить автомобилю минимальное время и короткий путь разгона * .

На большинстве гоночных автомобилей устанавливают четырех- и пятиступенчатые коробки передач .

Конструкция специальных коробок передач гоночных автомобилей значительно отличается от конструкции коробок передач стандартного типа .

На рис. 71 показана схема типичной пятиступенчатой коробки передач гоночного автомобиля в блоке с главной передачей .

Нижний вал коробки передач является ведущим и через сцепление связан с коленчатым валом двигателя. Ше

–  –  –

стерни установлены на ведущем валу на втулках; каретки, сидящие на шлицах, могут перемещаться вдоль оси вала в пределах, необходимых для соединения с кулачковой муфтой той или иной шестерни .

Шестерни входят в зацепление при передвижении кареток включения с жестко закрепленными на валу кулачковыми муфтами и передают вращение .

Рис. 71. Схема пятиступенчатой коробки передач в блоке с главной передачей Согласно этой схеме, шестерни жестко установлены на вторичном (верхнем) валу коробки передач. Устройство переключения передач на ведущем валу более целесообразно, так как при выключенном сцеплении первичный вал не получает вращения и тогда легче ввести в зацепление кулачки, расположенные на подвижных шестернях с жестко закрепленными на валу кулачковыми муфтами .

Схема такой коробки передач близка к схемам мотоциклетных коробок передач. В некоторых коробках передач этого типа прямая передача отсутствует и заменяется ускоряющей передачей .

Картеры коробок передач гоночных автомобилей отливают обычно из легких сплавов. Когда коробку передач располагают около заднего моста, картер коробки передач Книга с сайта http://gaz20.spb.ru А. А. Сабинин. Скоростные автомобили .

жестко соединяется с картером главной передачи (рис. 72);

для лучшего охлаждения с наружной стороны картер коробки передач имеет ребра. Иногда для усиления в торцовые поверхности вставляют стальные листы, в которых устраивают гнезда для подшипников .

Для восприятия осевых усилий, действующих вдоль ведомого вала (создаваемых конической ведущей шестерней главной передачи), устанавливают специальные радиально-упорные шарикоподшипники .

Для облегчения валы коробки передач часто выполняют полыми, с этой целью они внутри высверливаются;

эти сверления используют для подвода масла .

В настоящее время картер коробки передач серийного автомобиля заполняют полужидкой смазкой (нигролом) до определенного уровня. Такая смазка является удовлетворительной лишь при относительно небольшом числе оборотов шестерен. При длительном движении на постоянном режиме с увеличенным числом оборотов шестерен масло под действием центробежной силы удаляется с трущихся поверхностей и значительно увеличивается взбалтывание масла в картере, что приводит к уменьшению к. п. д. Кроме того, масло плохо поступает к втулкам, на которых установлены скользящие шестерни, результатом чего является их быстрый износ .

Для предотвращения быстрого износа втулок применяют подачу масла к ним под давлением. Циркуляция масла осуществляется под действием небольшого шестеренчатого насоса, подающего масло из нижней части коробки передач .

В качестве смазки для коробки передач используют следующие масла:

1) СУ с присадкой 0,5% олеиновой кислоты;

2) смесь гипоидной смазки (ГОСТ 4003-48) с СУ;

3) дизельное масло с присадкой АЗНИИ-6;

4) МС-20 или МС-24 .

Масла, обладающие значительной вязкостью (обычный нигрол), увеличивают потери на трение в коробке передач .

Для увеличения к. п. д. коробки передач все шестерни должны быть тщательно приработаны .

В гоночных автомобилях синхронизацию переключения передач обычно не применяют, так как введение синхронизирующих устройств усложняет конструкцию, увеКнига с сайта http://gaz20.spb.ru А. А. Сабинин. Скоростные автомобили .

–  –  –

Книга с сайта http://gaz20.spb.ru А. А. Сабинин. Скоростные автомобили .

личивает вес и замедляет процесс переключения передач .

Гоночными автомобилями управляют искусные гонщики, хорошо владеющие техникой переключения, поэтому в этих устройствах нет особой необходимости .

Иногда управление коробкой передач гоночных автомобилей приходится осуществлять на большом расстоянии, в особенности при расположении коробки передач в блоке с картером заднего моста. В этих случаях применяется дистанционная система управления. Механизм переключения при этом может быть выполнен таким же, как и у серийных автомобилей, имеющих рычаг переключения на руле .

Для спортивных автомобилей используются коробки передач серийных легковых автомобилей с изменением отдельных передаточных чисел. В отличие от гоночных автомобилей в этих автомобилях широко применяют различные синхронизирующие и полуавтоматические устройства, облегчающие управление автомобилем, что особенно важно при длительном пробеге .

На отечественных гоночных автомобилях обычно используют коробки передач серийных легковых автомобилей .

Главная передача Главная передача скоростных автомобилей должна обладать большой надежностью и высоким к. п. д.; кроме того, она должна обеспечить широкую возможность выбора наивыгоднейшего передаточного отношения (в зависимости от участия автомобиля в том или ином виде соревнований). Для обеспечения большей надежности главной передачи и уменьшения веса неподрессоренных частей картер главной передачи обычно жестко прикрепляется к раме автомобиля, а передача усилия к задним колесам осуществляется качающимися полуосями .

Главная передача выполняется одинарная, с коническими шестернями. Шестерни имеют обычно спиральный зуб, но часто применяют конические шестерни с прямым зубом, более простые и дешевые в изготовлении. Хорошая приработка шестерён дает возможность обеспечить достаточно высокий к. п. д. Простота обработки шестерен с прямым зубом облегчает выбор передаточного отношения путем изготовления сменных шестерен .

Определение передаточного числа главной передачи

Книга с сайта http://gaz20.spb.ru А. А. Сабинин. Скоростные автомобили .

производится на основании динамического расчета и проверяется при ходовых испытаниях автомобиля, в результате чего иногда вносятся значительные коррективы .

Подробно вопрос о выборе передаточного числа главной передачи рассмотрен в разделе динамики скоростных автомобилей, однако необходимо указать, что в связи с общей тенденцией уменьшения передаточного числа главной передачи ее конструкция становится все более сложной. При небольшом передаточном числе главной передачи ведомая шестерня (планетарная) должна иметь небольшое число зубьев. При этом диаметр шестерни уменьшается и затрудняется компановка главной передачи вместе с дифференциалом .

Для получения более широкой возможности изменения общего передаточного числа силовой передачи в некоторых случаях создают специальные ускоряющие передачи .

В дифференциал, как правило, не вносится никаких изменений. На некоторых малолитражных гоночных, с одноцилиндровыми двигателями мотоциклетного типа автомобилях, имеющих малую базу и ширину колеи, иногда отказываются от применения дифференциала. При жесткой установке главной передачи на раме и применений качающихся полуосей на каждом конце полуоси устанавливают универсальные шарниры. Полуосевые шестерни установлены на коротких валах, имеющих шлицы для шарниров, связывающих их с качающимися полуосями .

Картер главной передачи изготавливают из легких сплавов; для повышения жесткости и лучшего отвода тепла снаружи картера выполняются ребра .

В качестве смазки для главной передачи применяют те же масла, которые были указаны для коробок передач .

На отечественных гоночных автомобилях использованы главные передачи серийных легковых автомобилей с теми же или измененными передаточными числами. Например, на автомобиле установлена стандартная главШахтер»

ная передача автомобиля с передаточным «Москвич»

отношением 5,14 : 1 .

–  –  –

предъявляют особые требования в связи с необходимостью обеспечения устойчивости и управляемости, а также увеличения надежности и снижения веса. Кроме того, агрегаты ходовой части должны быть сконструированы так, чтобы хорошо вписываться в обтекаемую форму кузова .

Рама Рама должна обладать исключительно большой жесткостью и прочностью и противостоять деформациям, вызывающим ее перекосы, а также появлению вибраций. На современных гоночных автомобилях применяют главным образом трубчатые рамы, а также рамы из профилей швеллерного сечения .

–  –  –

Рамы имеют два лонжерона, соединяемые несколькими траверсами. Соединение всех деталей рамы выполняют обычно путем газовой сварки .

На рис. 73 показан наиболее распространенный тип рамы гоночного автомобиля. Продольные трубчатые лонжероны сходятся слегка в передней части рамы. Лонжероны связаны между собою четырьмя поперечинами. Три передних поперечины имеют трубчатое, а задняя — коробчатое сечение .

Материалом для трубчатых рам служат тонкостенные трубы из хромомолибденовой или хромо-ванадиевой стали .

Книга с сайта http://gaz20.spb.ru А. А. Сабинин. Скоростные автомобили .

На многих гоночных автомобилях рамы выполняют целиком из тонкостенных труб эллиптического сечения, в некоторых случаях их используют только для лонжеронов .

Такие трубы хорошо противостоят изгибу от сил, действующих в плоскости, параллельной большой оси эллиптического сечения трубы. Устанавливаются трубы так, что большая ось эллипса располагается вертикально, а следовательно, рама хорошо сопротивляется действующим на нее вертикальным нагрузкам .

Иногда внутреннюю полость трубчатых рам используют для циркуляции воды в системе охлаждения. При этом отпадает необходимость установки водяных трубопроводов .

При применении продольной стержневой подвески стержни часто размещают внутри трубчатых лонжеронов .

Для получения большей жесткости иногда к трубам с обеих сторон приваривают стальные пластины, в которых для уменьшения веса высверливают отверстия .

Применение тонкостенных стальных труб позволяет уменьшить вес рамы. У многих малолитражных гоночных автомобилей вес рамы составляет всего лишь 18—20 кг .

Подвеска

Передняя и задняя подвески имеют весьма существенное значение с точки зрения управляемости и устойчивости скоростного автомобиля. Подвеска должна обеспечивать максимальное поглощение толчков, получаемых колесами вследствие неровностей дороги, не должна допускать больших колебаний кузова и значительного отрыва колес от поверхности дороги. В то же время подвеска как передних, так и задних колес должна обеспечивать сохранение постоянства ширины колеи, так как в противном случае ухудшается устойчивость и управляемость автомобиля .

Передняя подвеска. В настоящее время для передних колес спортивных и гоночных автомобилей применяют только независимую подвеску .

Характерной особенностью независимой подвески колес является отсутствие жесткой оси, соединяющей оба колеса; при этом толчок, получаемый одним колесом, не передается на другое.

Независимая подвеска имеет следующие преимущества:

1. Уменьшение неподрессоренных масс, вследствие чего уменьшается сила толчков от неровностей дороги .

Книга с сайта http://gaz20.spb.ru А. А. Сабинин. Скоростные автомобили .

2. Возможность уменьшения жесткости упругих элементов (пружин, рессор) вследствие снижения веса неподрессоренных частей .

3. Сохранение лучшего контакта колеса с дорогой, т. е .

уменьшение подскакивания колеса .

4. Устранение опасности резонанса колебаний передних колес, вызывающих явление виляния, или «шимми», передних колес .

В настоящее время имеется большое количество разнообразных конструкций независимых подвесок передних ко

–  –  –

рессора образует только одну большую сторону параллелограмма, другая же сторона его — это двойной качающийся рычаг, шарнирно закрепленный на траверсе рамы .

Стойка, расположенная вертикально, соединяет между собой качающийся рычаг и поперечную рессору .

В этой конструкции предусматривают способы восприятия реактивного момента, возникающего при торможении передних колес и действующего в продольной плоскости .

Чтобы не вводить лишних тяг для восприятия этого момента, качающийся рычаг выполняют вильчатой формы. Верхний конец вильчатого рычага шарнирно крепится к стойке, а противоположные концы через амортизатор соединяются с рамой. Примером такой конструкции может служить подвеска, изображенная на рис. 75 .

В третьей схеме конструкции подвески первого типа, так же как и во второй, имеются вильчатые качающиеся рычаги, по два с каждой стороны, один из которых крепится к верхней, а другой — к нижней части лонжерона и соответственно к верхней и нижней частям стойки. Функции подвески выполняет поперечная рессора, расположенная на уровне центра колеса (рис. 76) .

Крепление рессоры к стойке осуществляется с помощью сережек. При этом на рессору не влияют небольшие колебания колес в вертикальной плоскости, чем обеспечивается более эластичная подвеска передка автомобиля .

Указанные подвески имеют простую конструкцию и широкое применение в малолитражных гоночных автомобилях (класс до 500 см3). Преимуществом независимой рессорной подвески является то, что в ней значительно легче обеспечить необходимую жесткость (изменяя количество и толщину листов), чем при выборе пружин .

Независимые подвески с поперечными рессорами дают качание колес в плоскости, перпендикулярной продольной оси автомобиля. Качание колес в поперечной плоскости нарушает постоянство ширины колеи автомобиля, что отражается на его управляемости, особенно при движении с высокой скоростью .

Пружинные и стержневые подвески обеспечивают возможность создания конструкций с качанием колес в плоскости, параллельной продольной оси автомобиля .

Независимые пружинные подвески являются в настоящее время наиболее распространенными для серийных легковых автомобилей. Некоторые из них, как, например,

–  –  –

подвеска автомобиля М-20, имеют поперечное качание колес, другие, в частности подвеска автомобиля «Москвич», дают качание колес в продольной плоскости .

–  –  –

ворительные результаты при движении со скоростями 200—210 км/час. Однако дальнейшее повышение скорости движения требует создания подвесок более совершенного типа .

Из пружинных подвесок хорошие результаты дает подвеска свечного типа (рис. 77). Цапфа колеса установлена на полой вертикальной стойке и находится под действием расположенной вверху пружины. При наезде на препятствие колесо, поднимаясь вместе с цапфой, сжимает пружину, которая смягчает получающийся при этом толчок .

Гашение колебаний пружины производится телескопическим амортизатором .

Свечная подвеска обеспечивает постоянство ширины колеи передних колес, дает значительное уменьшение общего веса автомобиля и веса неподрессоренных частей .

Кроме того, она удовлетворяет требованиям хорошего держания дороги при всех скоростях движения. Конструкция свечной подвески проста; она может быть легко изготовлена в условиях небольших мастерских. Недостатком свечной подвески обычно считают быстрый износ направляющих частей; однако практические наблюдения за работой свечных подвесок на автомобилях разных типов не подтверждают этого .

В последнее время на гоночных автомобилях широкое распространение получают стержневые подвески .

Схема стержневой подвески показана на рис. 78. Продольный стержень 2 имеет на одном конце жесткое крепление 1 (обычно шлицевое) к кронштейну рамы автомобиля;

другой конец стержня связан рычагом 4 с колесом 5. Опорой для стержня в передней части служит подшипник 3 .

При вертикальном перемещении колеса во время наезда его на неровность дороги рычаг 4 заставляет стержень 2 закручиваться относительно жестко закрепленной части .

Закручивание стержня поглощает силу удара колеса о неровность дороги и предотвращает передачу толчка на раму автомобиля .

Стержни можно располагать в продольном (см. рис. 78) и в поперечном направлениях (рис. 79) .

Преимуществами стержневой подвески являются:

1. Значительно меньший вес, чем при рессорной и пружинной подвесках (в пружинных подвесках имеются более громоздкие кронштейны и качающиеся рычаги) .

2. Высокая надежность .

–  –  –

установлены на двух продольных рычагах и имеют качание в плоскости, параллельной продольной оси автомобиля. В качестве упругих элементов служат два поперечных стержня, работающих на скручивание. Стержни расположены снаружи вдоль передней поперечины рамы. На одном конце стержня имеется рычаг, которым можно регулировать высоту подвески, переставляя регулировочные болты с контргайками. Полые продольные рычаги подвески установлены на мелких шлицах стержней. Такое же соединение имеет и регулировочный рычаг на противоположном конце стержня .

Продольные рычаги передней подвески установлены Книга с сайта http://gaz20.spb.ru А. А. Сабинин. Скоростные автомобили .

во втулках из пластмассы, запрессованных в опору на передней поперечине рамы .

На свободном конце каждого продольного рычага имеется шаровой палец, на котором монтируется поворотная цапфа колеса и неподвижно соединенный с ней диск Рис. 80. Передний мост гоночного автомобиля со стержневой подвеской тормоза. Поворот колеса происходит вокруг оси, проходящей через оба шаровых пальца .

Колесо установлено на двух роликовых подшипниках и крепится легкосъемной барашковой гайкой. Увеличение длины продольного рычага дает большое закручивание стержня. Длина рабочей части продольного рычага подвески увеличена до пределов, обеспечивающих более мягкую подвеску передней части автомобиля .

Для повышения усталостной прочности стержни передКнига с сайта http://gaz20.spb.ru А. А. Сабинин. Скоростные автомобили .

Рис. 81. Установка передней стержневой подвески с пластинчатыми стержнями на автомобиле «Харьков-Л250»

ней подвески по всей длине подвергаются специальному уплотнению поверхности. Поверхность стержней должна быть абсолютно чистой, не допускаются даже следы or шарика или алмаза при испытании на твердость. Снаружи стержни покрываются прозрачным лаком .

При установке на шасси автомобиля стержни подвергаются предварительному закручиванию. В некоторых конструкциях имеются приспособления для регулировки предварительного закручивания стержней после их установки на автомобиль .

Необходимая упругость стержневой подвески достигается выбором соответствующей длины стержней. Стержни можно собирать из отдельных стальных пластин. На рис. показан передний мост автомобиля 81 «Харьков-Л250» с поперечно расположенными пластинчатыми стержнями .

Задняя подвеска. В серийных легковых автомобилях обычно применяют общепринятую схему задней подвески с неразрезным задним мостом и Продольными полуэллиптическими рессорами .

Такая подвеска не удовлетворяет требованиям гоночных автомобилей, так как она дает очень большой вес неподрессоренных частей. Поэтому делались многочисленные попытки применить на гоночных автомобилях независимую заднюю подвеску. В этом случае главная переКнига с сайта http://gaz20.spb.ru А. А. Сабинин. Скоростные автомобили .

дача жестко устанавливалась на раме, а передача усилия к колесам осуществлялась посредством качающихся полуосей с универсальными шарнирами. В качестве упругого элемента использовалась большей частью поперечная рессора, а толкающие усилия передавались на раму тягами .

При этом существовало мнение, что гоночный автомобиль должен иметь значительно более жесткую заднюю подвеску, чем обычный легковой автомобиль. Однако практика показала, что с увеличением скорости движения большая жесткость подвески вызывает значительный отрыв колес от земли при наличии даже небольших неровностей на дороге. Подскакивание колеса вызывает нарушение связи между колесом и дорогой и ухудшение сцепления колес с полотном дороги. В момент отрыва колеса от дороги вследствие наличия дифференциала ненагруженное колесо увеличивает скорость своего вращения и после того, как оно снова вступает в контакт с дорогой, происходит резкая пробуксовка, в результате чего увеличивается износ шин .

Кроме того, при такой конструкции независимой задней подвески может значительно изменяться ширина колеи, что ухудшает устойчивость автомобиля, а также способствует усиленному износу шин .

Вследствие этого были созданы различные конструкции подвесок, обеспечивающие неизменность ширины колеи задних колес при жестко установленном на раме картере главной передачи. В настоящее время на всех гоночных автомобилях, обладающих наиболее высокими скоростями, применяют такую заднюю подвеску .

В нашей технической литературе эти конструкции не получили пока достаточного освещения. Ввиду большого значения, которое они имеют для развития скоростных автомобилей, ниже приводятся основные сведения по принципу их устройства и работы .

Для обеспечения неизменности ширины колеи. задние колеса связывают жесткой балкой в виде изогнутой трубы Картер главной передачи жестко устанавлирис. 82) .

вается на раме и соединяется с колесами полуосями, имеющими универсальные шарниры на обоих концах .

Толкающие усилия передаются на раму посредством наклонно установленных тяг, шарнирно закрепленных на раме. Сама подвеска — стержневого типа, со стержнями,

–  –  –

расположенными вдоль рамы автомобиля и связанными посредством рычагов с колесами .

При наезде колес на неровности дороги они поднимаются, и в то же время вся задняя ось перемещается не

–  –  –

сколько вперед, совершая качание по дуге радиусом, равным длине толкающих тяг. Ширина колеи при этом не меняется благодаря наличию связывающей колеса поперечной трубы .

Чтобы обеспечить относительную независимость обоих колес, уменьшив воздействие вертикального усилия, полуКнига с сайта http://gaz20.spb.ru А. А. Сабинин. Скоростные автомобили .

–  –  –

правлении осуществляется с помощью шарового упора 6, перемещающегося в направляющей 7, укрепленной на картере заднего моста .

При шарнирном креплении тяг к раме на последнюю передаются изгибающие усилия в вертикальной плоскости:

при движении вперед от реактивного момента возникает сила, стремящаяся поднять середину рамы; при торможении появляется усилие, стремящееся опустить среднюю часть рамы вниз .

В меньшей степени рама испытывает изгиб в горизонтальной плоскости: от составляющей толРис. 86. Схема действия кающего усилия P1 (рис. 86) лонсил на раму при задней жероны испытывают изгиб в наподвеске с неизменной шиправлении к продольной оси авториной колеи мобиля; от составляющей тормозного усилия Р2 лонжероны подвергаются изгибу в сторону, противоположную продольной оси автомобиля .

Рассмотренный тип подвески имеет ряд преимуществ:

значительно уменьшен вес неподрессоренных частей, что позволило уменьшить жесткость упругих элементов

–  –  –

(стержней) до пределов, не вызывающих отрыва колес от полотна дороги, вследствие чего сцепление ведущих колес с дорожным покрытием намного улучшается. При этом не происходит затрат мощности на пробуксовку колес, улучшается устойчивость и управляемость автомобиля, особенно на поворотах, и уменьшается износ шин .

Рис. 88. Конструкция задней подвески с неизменной шириной колеи и поперечным стержнем, работающим на скручивание Подвеска с неизменной шириной колеи применяется на многих современных гоночных автомобилях. На рис. 87 видна труба, соединяющая задние колеса, и ее крепление к картеру главной передачи .

На рис. 88 показан оригинальный вариант конструкции задней подвески с неизменной шириной колеи и поперечным стержнем, работающим на скручивание .

Амортизаторы

Недостатком жесткой подвески является также ухудшение плавности хода автомобиля. Поэтому в современных автомобилях стремятся сделать подвеску по возможности мягкой. Но увеличение мягкости подвески вызывает большие колебания кузова при наезде колес на препятствие; эти колебания продолжаются длительное время .

Колебания кузова будут тем длительней, чем меньше трение в упругих элементах подвески. Так как в гоночных автомобилях в качестве упругих элементов применяют главным образом спиральные пружины и стержни, работающие на скручивание, трение между отдельными элеКнига с сайта http://gaz20.spb.ru А. А. Сабинин. Скоростные автомобили .

–  –  –

временных мотоциклов. На рис. 90 показана установка телескопических амортизаторов при независимой передней стержневой подвеске .

При применении стандартных гидравлических амортизаторов на гоночных автомобилях желательно усилить их действие, для чего производится необходимая регули

<

Рис. 90. Установка телескопических амортизаторов

ровка, увеличивающая сопротивление перетеканию жидкости в амортизаторе. При длительных соревнованиях гоночных автомобилей необходимо изменять регулировки амортизаторов во время движения, так как вследствие уменьшения запаса топлива вес автомобиля снижается .

В некоторых конструкциях гоночных автомобилей применяют устройства, позволяющие изменять регулировку амортизаторов на ходу с места сидения водителя .

Колеса Колеса гоночных автомобилей должны быть достаточно прочными и легкими, иметь надежное крепление и обеспечивать возможность быстрой замены. Поэтому для современных гоночных автомобилей применяют специальные колеса с тангентными проволочными спицами и легкосъемной втулкой. Основное преимущество таких колес в том, что они обеспечивают точную центровку. Обода гоночных колес выполняются из стальных профилей или алюминиевого сплава. Обод из алюминиевого сплава дает значительное снижение веса и улучшает отвод тепла от шины .

Книга с сайта http://gaz20.spb.ru А. А. Сабинин. Скоростные автомобили .

Легкосъемная втулка (рис. 91) состоит из двух частей:

наружная часть выполняется заодно целое с колесом, а внутренняя соединяется с тормозным барабаном. Внутренняя часть втулки переднего колеса вращается на подшипниках поворотной цапфы, а втулка заднего колеса жестко установлена на конце полуоси и вращается вместе с нею .

Наружная часть втулки надевается на внутреннюю и прижимается гайкой; на соприкасающихся поверхностях Рис. 91. Легкосъемная втулка для крепления колес гоночного автомобиля наружной и внутренней частей втулки имеется рифленая поверхность (мелкая продольная насечка), которая и передает крутящий момент .

На гайке выполнена кольцевая канавка, в которую входит выступ наружной части втулки. При недостаточной затяжке гайки и некотором перекосе наружной части втулки между выступом и кольцевой канавкой возникает трение, под действием которого происходит автоматическое завертывание гайки .

Таким образом, данная втулка обеспечивает самозатягивание гайки, гарантирует надежное крепление колеса и обеспечивает возможность быстрой замены колес. Последнее очень важно при соревнованиях на большие дистанции, так как в результате значительного износа шин в период Книга с сайта http://gaz20.spb.ru А. А. Сабинин. Скоростные автомобили .

–  –  –

таких соревнований на специальных обслуживающих пунктах производится замена всех колес автомобиля. Время на эту операцию не нейтрализуется, поэтому оно должно быть максимально сокращено .

На скоростных автомобилях, построенных на базе стандартных агрегатов, применяют обычные колеса легковых автомобилей с дисковыми ободами. Такие колеса должны быть тщательно статически и динамически сбалансированы, после того как на них будут смонтированы шины .

Статически сбалансированное колесо должно останавливаться в различных положениях после свободного вращения .

Динамическая балансировка предусматривает правильное распределение веса не только в радиальных направлениях, но и по ширине колеса * .

МЕХАНИЗМЫ УПРАВЛЕНИЯ

К механизмам управления принято относить рулевое управление и тормозную систему. В связи с высокими скоростями движения гоночных автомобилей предъявляют особенно высокие требования в отношении надежности действия механизмов управления, так как от этого зависит безопасность движения .

Рулевое управление Механизм рулевого управления должен обеспечивать точность поворота колес, давать возможность быстро изменять направление движения и не вызывать большой утомляемости водителя .

На рис. 92 приведена схема поворота автомобиля** .

Как видно из этой схемы, поворот автомобиля совершается относительно центра О, лежащего на продолжении задней оси автомобиля .

Для того, чтобы все колеса автомобиля имели при повороте чистое качение без пробуксовки, внутреннее колесо должно поворачиваться на угол, больший, чем угол Способы балансировки колес и влияние ее на управляемость * автомобиля будут рассмотрены в разделе об устойчивости скоростных автомобилей .

Без учета боковой эластичности шин .

** Книга с сайта http://gaz20.spb.ru А. А. Сабинин. Скоростные автомобили .

т. е. угол поворота наружного колеса. Величина углов поворота отдельных колес не остается постоянной, а зависит от радиуса поворота и скорости движения автомобиля .

Необходимое соотношение между углами поворота обоих колес обеспечивается формой рулевой трапеции .

В современных гоночных автомобилях форма трапеции усложняется наличием независимой подвески у передних управляемых колес .

Во всех случаях поворота рулевая трапеция должна обеспечивать определенное соотношение углов, согласно

–  –  –

нарушения геометрии рулевой трапеции и толчков при работе перемещаться по поверхности конуса с радиусом основания r и вершиной, лежащей в точке, соответствующей шарниру 8. Такого перемещения можно достигнуть при данной схеме в том случае, если при повороте перемещению шарнира 7 у колеса будет соответствовать такое же перемещение шарнира 8 .

Осуществление подобной кинематической схемы рулевого привода требует, чтобы каждая поперечная, качающаяся штанга приводилась в движение отдельным рычагом. Поэтому, помимо основного рычага сошки 1, вводится Рис. 93. Схема рулевого привода при независимой подвеске передних колес промежуточный рычаг 3. Ось рычага сошки располагается вертикально, а картер рулевого механизма закрепляется жестко в середине передней поперечины рамы. На рис. 94 показан привод рулевого управления при независимой подвеске с поперечной рессорой .

На рис 95 видна установка поперечной штанги рулевого привода на дорожно-гоночном автомобиле со стержневой передней подвеской .

Рассмотренная схема обеспечивает точное соотношение угловых перемещений обоих колес и плавную работу рулевого управления .

На гоночных автомобилях применяют различные типы рулевых механизмов — обычно типа винт-гайка. Передаточное отношение выбирают относительно небольшое, чтобы управление было более чувствительным, так как Книга с сайта http://gaz20.spb.ru Книга с сайта http://gaz20.spb.ru А. А. Сабинин. Скоростные автомобили .

Рис. 94. Привод рулевого управления при независимой подвеске с поперечной рессорой А. А. Сабинин. Скоростные автомобили .

быстрое изменение обстановки во время скоростных соревнований требует быстрого изменения направления движения автомобиля .

С этой же целью рулевое управление гоночного автомобиля должно быть обратимым. Необратимость руля и наличие в рулевом механизме относительно больших зазоров уменьшают чувствительность рулевого управления и лишают водителя ощущения дороги, необходимого при движении с большой скоростью .

Специальные тяги рулеРис. 95. Крепление поперечвого управления делают женой штанги рулевого привода сткими; обычно применяемые при независимой подвеске в шарнирных сочленениях пружины или какие-либо другие упругие элементы отсутствуют .

На отечественных гоночных автомобилях, построенных на базе стандартных агрегатов, применяют рулевые управления легковых автомобилей «Москвич» и М-20. На рис. 96 показано крепление рулевого механизма типа М-20 на автомобиле «Дзержинец» .

Наилучшие результаты дает рулевое управление типа М-20 с небольшими переделками. Эти переделки руля заключаются в укорочении рулевой колонки, изготовлении нового рулевого вала из тонкостенной стальной трубы, тщательной проверке и установке минимально допустимых зазоров. Кроме того, применяется съемное устройство рулевого колеса с простым и надежным запорным приспособлением. Съемная конструкция рулевого колеса применена на ряде отечественных гоночных автомобилей .

При отсутствии обратимости измененный руль автомобиля М-20 позволяет обеспечить четкое и точное управление на всех скоростях движения, достигнутых нашими гоночными автомобилями .

Значительное влияние на работу рулевого управления оказывает боковой увод колес, тем больший, чем больше

Книга с сайта http://gaz20.spb.ru А. А. Сабинин. Скоростные автомобили .

Рис. 96. Крепление рулевого механизма типа М-20 на автомобиле «Дзержинец»

боковая эластичность шин. Исследования, проведенные Автомобильной лабораторией Академии наук СССР под руководством академика Е. А. Чудакова, показали, что при боковом уводе колес смещается центр поворота автомобиля, что нарушает точность управления автомобилем .

В связи с этим на гоночных автомобилях применяют шины с наименьшей боковой эластичностью .

При установке шин обычного типа следует помнить, что они должны иметь достаточно высокое внутреннее давление, уменьшающее явление бокового увода колес .

Тормоза Требования к тормозной системе и ее конструктивное выполнение зависят для скоростных автомобилей от их назначения. Для рекордно-гоночных автомобилей тормозная система имеет значительно меньшее значение, чем для дорожно-гоночных автомобилей .

Во время рекордных заездов тормозами пользуются только после того, как автомобиль, пройдя мерную дистанцию, значительно снизит скорости на прилегающем к финишу участке дороги .

В дорожных соревнованиях, особенно по извилистым кольцевым трассам с часто изменяющимся режимом движения, гонщику приходится то и дело пользоваться тормозами. В отдельных соревнованиях участки торможения Книга с сайта http://gaz20.spb.ru А. А. Сабинин. Скоростные автомобили .

составляют по своей протяженности около 30% длины всей дистанции. В этих условиях к тормозной системе предъявляются особенно высокие требования:

1. Эффективное торможение автомобиля, обеспечивающее наименьший тормозной путь .

2. Надежное и равномерное действие тормозных устройств на отдельных колесах, чтобы автомобиль сохранял устойчивость при торможении .

3. Небольшое усилие на привод тормозной системы .

4. Хороший отвод тепла от тормозных барабанов и колодок для обеспечения долговечности тормозных обшивок и надежности действия тормозов .

5. Небольшой вес колесных тормозных устройств, относящихся к неподрессоренной части автомобиля .

Тормозная система состоит из двух частей: тормозной привод и собственно тормозное устройство .

На большинстве современных гоночных автомобилей применяется гидравлический привод на все колеса .

Для большей надежности часто устанавливают два главных тормозных цилиндра, управляемых общей ножной педалью. Один из них обеспечивает привод передних, а другой — задних тормозов. Такая система применена на автомобилях типа «Харьков-6» .

Отдельные детали системы гидравлического привода аналогичны по своему устройству таким же деталям серийных легковых автомобилей .

Тормозные устройства применяются двух типов: колодочные и дисковые .

На большинстве скоростных автомобилей применяют только колодочные тормоза с двумя или четырьмя колодками в каждом барабане. Каждая тормозная колодка имеет отдельный тормозной цилиндр .

На рис. 97 представлена схема тормозной системы с гидравлическим приводом .

При нажатии на тормозную педаль усилие передается через балансирный уравнительный рычаг на главные цилиндры, один из которых обеспечивает работу передних, а другой — задних тормозов. Уравнительный рычаг выполняется неравноплечим для создания разных усилий на тормоза задних и передних колес. Ход рычага ограничен некоторой минимальной величиной, чтобы в случае неисправности какого-либо одного из главных цилиндров другой продолжал бы нормально работать .

Книга с сайта http://gaz20.spb.ru А. А. Сабинин. Скоростные автомобили .

Ручной тормоз действует на ту же систему гидравлического привода. Усилие, прилагаемое к рычагу ручного тормоза, передается через систему тяг на рычаг ножного тормоза. При работе ножным тормозом рычаг ручного тормоза, благодаря наличию овального прореза в его тяге, остается неподвижным. При действии ручным рычагом эта тяга приводит в движение одновременно и педаль ножного тормоза .

Рис. 97. Схема тормозной системы с гидравлическим приводом

Устройство колесного тормоза показано на рис. 98. На тормознем диске установлено четыре тормозных цилиндра, последовательно соединенных между собой общим трубопроводом. Каждый тормозной цилиндр действует на отдельную тормозную колодку. Равномерное действие всех колодок на тормозной барабан обеспечивает хорошее уравновешивание тормоза и исключает дополнительную нагрузку на подшипники колес .

Все колодки имеют разнесенные опоры и работают как первичные. В этом случае разжимные силы и силы трения действуют в одном направлении, вследствие чего тормозной эффект увеличивается. Наличие четырех тормозных колодок обеспечивает более равномерное давление на поверхность барабана, в результате чего он испытывает меньшую деформацию .

Тормозной барабан, имея достаточную поверхность трения, должен обладать большой жесткостью и обеспечивать хороший отвод тепла. С этой целью наружная поКнига с сайта http://gaz20.spb.ru А. А. Сабинин. Скоростные автомобили .

верхность тормозного барабана имеет сильно развитую ребристую поверхность. Для уменьшения веса и лучшего охлаждения тормозные барабаны часто выполняются из алюминиевых сплавов, а иногда даже из магниевых (электронных) сплавов .

Для уменьшения износа поверхности трения в барабан запрессовывают чугунное или стальное кольцо .

Тормозные колодки ча- Рис. Установка четырехколесных тормозных цилиндров на опорсто выполняют из алюмином диске ниевого сплава. Охлаждение тормозных колодок производится встречным потоком воздуха, проходящим во внутреннюю полость барабана через окна в торцовой поверхности барабана или через отверстия в передней части тормозного диска, расположенные ближе к оси вращения колеса. Охлаждающий воздух должен иметь беспрепятственный выход, так как в противном случае резко увеличиваются вентиляционные потери. В этом отношении хорошие результаты дают прорези на периферии торцовой поверхности барабана, в которые воздух устремляется из внутренней полости под действием центробежной силы .

Устройство окон в торцовой поверхности барабана уменьшает его вес; иногда с этой целью производят сверление отверстий в торцовой поверхности .

Для уменьшения веса неподрессоренных частей за последнее время появилась тенденция к установке тормозных барабанов возле картера главной передачи, жестко закрепляемого на раме .

На рис. 99 показана конструкция заднего моста с таким расположением тормозных барабанов. Как видно из рисунка, тормозные барабаны 1 установлены на специальных фланцах 2, связанных с качающимися полуосями 3. Тормозной диск с колодками жестко соединен с картером главной передачи .

Книга с сайта http://gaz20.spb.ru А. А. Сабинин. Скоростные автомобили .

Такая конструкция намного уменьшает вес неподрессоренных частей и упрощает систему трубопроводов гидравлического привода к цилиндрам, управляющим работой тормозных колодок .

На некоторых гоночных автомобилях размеры передних тормозных барабанов делаются большими, так как во время торможения происходит перераспределение веса, и на передние колеса действует большая нагрузка .

Рис. 99. Установка тормозных барабанов на полуосях около картера заднего моста При применении колес небольшого диаметра диски колес выполняются заодно целое с тормозным барабаном .

Такая конструкция применена на автомобиле «Харьков-Л250», у которого тормозной барабан, рассчитанный на установку колодок от автомобиля «Москвич», отлит заодно целое с диском и ободом, так как на этом автомобиле применяются специальные шины размером 500 125 мм .

На большинстве отечественных гоночных автомобилей используется тормозная система серийных легковых автомобилей с гидравлическим приводом. В условиях линейных шоссейных гонок она обеспечивает достаточную надежность работы .

Книга с сайта http://gaz20.spb.ru А. А. Сабинин. Скоростные автомобили .

Дополнительное оборудование В дополнительное оборудование, устанавливаемое на гоночных автомобилях, входят различные контрольные приборы, зеркало обратного вида и т. п. Основным контрольным прибором, устанавливаемым на всех гоночных автомобилях, является тахометр, указывающий число оборотов коленчатого вала двигателя .

Показания тахометра имеют очень большое значение для гонщика, так как для движения с той или иной скоростью он должен выдержать определенное число оборотов коленчатого вала двигателя. Кроме того, во время разгона на промежуточных передачах, чтобы избежать излишней перегрузки двигателя, нельзя допускать его работу с числом оборотов выше установленного предела. Для того, чтобы гонщик мог следить за показаниями тахометра, его шкала должна быть достаточно крупной .

На рис. 100 показана кабина управления, в которой на щитке приборов слева находится тахометр с крупными цифрами шкалы чисел оборотов. Справа размещены указатели температуры воды и давления масла .

На некоторых автомобилях шкала тахометра располагается горизонтально, на ней в левой стороне нанесены цифры для малых оборотов, постепенно переходящие в крупные цифры на правой стороне для больших оборотов, так как гонщику приходится в основном следить за высокими числами оборотов .

Указатели температуры воды и масла имеют большое значение при соревнованиях на длинные дистанции, когда гонщик должен все время следить за тем, чтобы не допустить перегрева двигателя .

Для облегчения наблюдения за показаниями приборов иногда штурвал руля делают с неполной окружностью. На автомобиле «Дзержинец» штурвал выполнен в виде двух секторов, учитывая

–  –  –

небольшие углы поворотов при линейных шоссейных гонках. Весь щиток приборов при этом открыт для наблюдения (рис. 101) .



Pages:   || 2 |



Похожие работы:

«01015 г. Киев ул. Струтинского, 8 БЦ "Траст", 1-й этаж тел./факс: +38(044) 224 60 17 e-mail: tour@aerolax.com www: aerolax.com БОЙНИЦКИЙ ЗАМОК Экскурсия "в поисках привидений" Бойнице старейший город Словакии известен во...»

«РЭСПУБЛІКАНСКІЯ КУПАЛАЎСКІЯ ЧЫТАННІ Такім чынам, сярод усіх грахоў, за якія карае нас Гасподзь, самымі цяжкімі і недаравальнымі лічацца тыя, якія падахвочваюць ці прымушаюць тварыць  зло. І ўсё ж вялікі  план з...»

«А. С. П У Ш К И Н Автопортрет конца 1810-х—начала 1820-х гг. (ПД 794, л. 1) РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ НАУК ИНСТИТУТ РУССКОЙ ЛИТЕРАТУРЫ (ПУШКИНСКИЙ ДОМ) А . С. ПУШКИН ПОЛНОЕ СОБРАНИЕ СОЧИНЕНИЙ В ДВАДЦАТИ ТОМАХ САНКТ-ПЕТЕРБУРГ "НАУКА" А.С.ПУШКИН ТОМ ВТ...»

«Виталий Бардадым Художники на Кубани КРАСНОДАР "СОВЕТСКАЯ КУБАНЬ" УДК 75.03 (471.6) ББК 85.143 (235.7) Б 24 Оформление художника Сергея Тараника Фоторепродукции Бориса Устинова Бардадым В. П.Б 24 Кисть и резец. Художники на Куба...»

«Prirodzen bilingvizmus ako kultrny fenomn Естественный билингвизм как феномен культуры Екатерина Кудрявцева (ФРГ) и кол . ekoudrjavtseva@yahoo.de Два голоса – минимум жизни, минимум бытия. М.М. Бахтин Сведения об авторе: Вольфганг Штайнхауз...»

«АСТА ашилнемгл, В О $ 8 IС А, РОЮМ1СА АУ/ШЛЬНАЕ МОВАЗНАУСТВА, Л1ТАРАТУ РАЗ Н АУСТВА, КУЛЫУРАЛОГ1Я В1ЦЕБСК 2013 И.К. Клочко (Гродненский государственный университет имени Я. Купалы)^ ЗАИМС...»

«1 КОМПЛЕКСЫ УТРЕННЕЙ ГИМНАСТИКИ ВО 2 МЛАДШЕЙ ГРУППЕ КОМПЛЕКС УПРАЖНЕНИЙ И ИГР №1 (сентябрь) Комплекс ОРУ "Дружная семья"1. И. п.: ноги слегка расставить, руки за спину; хлопки перед лицом 8 раз под слова: "Папа, мама, брат и я вместе — дружная семья!" Вернуться в и.п. Повторить 3 раза. 2. "...»

«86 MacLeod R.A., Nagel S., Scherr M., Schneider B., Dirks W.G., Uphoff C.C., Quentmeier H., Drexler H.G. Human leukemia and lymphoma cell lines as models and resources. Curr Med Chem. 2008, 15, 4: 339—359.24. Knutsen T., Padilla-Nash H.M., Wan...»

«Брызги шрапнели Журнал Юмористический пулемет был задуман редактором Евстафием Сильванским в разгар первой мировой войны и выходил ежене дельно с апреля по ноябрь 1915 года . Редакция не скрывала, сколько волнений, труда и денег при шлось положить, пока не наладилось дело. Дейст вительно, бумажный голод того време...»

«“Литературный Азербайджан”.-2015.-№ 1.-С.3-10. ДЖАЛИЛ МАМЕДГУЛУЗАДЕ И ЕВРОПЕЙСКАЯ КУЛЬТУРА ГЮЛЬТЕКИН СУЛТАНОВА Такие личности, как Мирза Джалил, приходят в мир с великой миссией, с тем, чтобы донести свет правды людям, заблудшим, покорно сносящим всяческие унижения и оскорбления. Они не живут лишь узконациональными вопросами,...»

«КУЛЬТУРОЛОГИЯ СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 1. ГОСТ 30494-96. Здания жилые и общественные. Параметры микроклимата в помещениях Введ.1999-03-01. М.: Изд-во стандартов, 1999. 13 с.2. Contributions to the London Conference on M...»

«48 УДК 639.41(262.5) К ВОПРОСУ ОРГАНИЗАЦИИ КРУПНОМАСШТАБНОГО КУЛЬТИВИРОВАНИЯ УСТРИЦ В ОЗЕРЕ ДОНУЗЛАВ А. П. Золотницкий1, А. Н. Орленко2, В. Г. Крючков1, Н. А. Сытник1 ЮгНИРО, 2Херсонская государственная аграрная академия В настоящее время наиболее цен...»

«АКАДЕМИЯ НАУК СССР ИНСТИТУТ ВОСТОКОВЕДЕНИЯ СОВЕТСКИЙ КОМИТЕТ ПО ИЗУЧЕНИЮ ЦИВИЛИЗАЦИЙ ЦЕНТРАЛЬНОЙ АЗИИ Б. Г. Гафуров, Л. И. Мирошников Изучение цивилизаций Центральной Азии (ОПЫТ МЕЖДУНАРОДНОГО СОТРУДНИЧЕСТВА....»

«gdz_po_uchebniku_anglijskogo_yazyka_6_klass_biboletova.zip К ним велено отнести: а) общение-устрашение каждое гипсуется на жесткой регламентации безвыходности на актанышском растении анабасисе шоке дикости австралоидов на то чего расплющивать нельзя; при этом нагаре невесть кажется подаваться предгорной увлеченности наблюдаемостью бишь ка...»

«Институт филологии и искусств Казанского (Приволжского) федерального университета Сервис виртуальных конференций Pax Grid В.В. Радлов и духовная культура тюрксих народов Сборник трудов I Международной Интернет-Конференции Казань, 21 марта 2012г. Казань УДК 81[0+2+11+13+34/35]+82[0/6+282]+7.033(082) ББК 81.116 P156 P156...»

«Культурный центр "Солдаты России" Николай Струтинский Во имя РодиНы Документальные повести Екатеринбург Издательство Уральского университета ББК Ш6(4Укр)6-334.48 С876 Инициативная группа выражает благодарность Владимиру Николаевичу Струтинскому за предоставление рукописей его отца и фотографий из семейных архивов. Струтинский Н. С876 Во и...»

«1.Наименование дисциплины. Рабочая программа дисциплины в вариативную часть Блока 1. Дисциплины (модули) основной профессиональной образовательной программы высшего образования – программы бакалавриата по направлению подготовки 51.03.04. Музеология и охрана объек...»

«Б. С. СТАРОСТИН П. Б. СТАРОСТИН ПОЛИТИЧЕСКИЕ РЕАЛИИ ВОСТОКА И СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ ПОЛИТИЧЕСКИХ СИСТЕМ В последние годы в России вышло немало работ, монографий, статей, пособий и учебников по общей политологии и ее отдельныхспециализированных разделов как отечественных, так...»

«МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ имени М.В.ЛОМОНОСОВА Отчет по мероприятию: "Создание и внедрение инновационной образовательной программы "Мониторинг и управление глобальными процессами в больших городах" в рамках деяте...»

«ОСНОВНАЯ ПРОФЕССИОНАЛЬНАЯ ОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ ПРОГРАММА ПОДГОТОВКИ БАКАЛАВРА по направлению 49.03.02 Физическая культура для лиц с отклонениями в состоянии здоровья (адаптивная физическая культура) Направленность (проф...»

«ПЕЩЕРЫ УРАЛА ИЗДАТЕЛЬСТВО "ФИЗКУЛЬТУРА И СПОРТ" Москва 1971 7А6.1 6-9-3 Тем. план Л68 1970 г. № 192 Авторы книги: Ю. Е. ЛОБАНОВ, В. О. ЩЕПЕТОВ, В. В. ИЛЮХИН, Г . А. МАКСИМОВИЧ, В. П. КОСТАРЕВ Составитель Ю. Е. ЛОБАНОВ СОДЕРЖАНИЕ От авторов Общая характеристика уральских пещер Пещеры Урала Спортивные особе...»

«298 Ученые записки Таврического национального университета им. В.И. Вернадского Серия "Философия. Социология". Том 21 (60). № 1 (2008) УДК 130.2 СОЦИОКУЛЬТУРНЫЕ ПРИОРИТЕТЫ ГЛОБАЛИЗАЦИИ И ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ В СОВРЕМЕННЫХ ОБЩЕСТВАХ. Фролова Е.В. Статья посвящена фен...»

«Конкретизация программы духовно-нравственного воспитания и социализации обучающихся на ступени основного общего образования (5-9 классы) ГБОУ СОШ №2017 "КУЛЬТУРА. ОБЩЕНИЕ. ЗДОРОВЬЕ. МИРОЛЮБИЕ. ТВОРЧЕСТВО" Введение Современный...»

«Семыкина Роза Сан-Иковна НАУЧНЫЙ КОНТЕКСТ Отзыв официального оппонента о диссертации Казакова Алексея Ашировича "ЦЕННОСТНАЯ АРХИТЕКТОНИКА ПРОИЗВЕДЕНИЙ Ф.М. ДОСТОЕВСКОГО" представленной на соискание учёной степени доктора филологических н...»

«12 НАУЧНЫЕ ВЕДОМОСТИ Серия Гуманитарные науки. 2016. № 14(235). Выпуск 30 УДК 811.161.1 ДИАЛЕКТИЗМЫ И РЕГИОНИМЫ В СИСТЕМЕ ФИТОНИМИЧЕСКОЙ ЛЕКСИКИ БЕЛОГОРЬЯ* DIALECTICISMS AND REGIONYMS IN THE SYSTEM OF NAMES OF PLANTS OF...»







 
2019 www.mash.dobrota.biz - «Бесплатная электронная библиотека - онлайн публикации»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.