Двигатель ЗИС-Э111

Двигатель ЗИС-Э111

Двигатель ЗИС-Э111 разрабатывался одновременно с двигателем ЗИС-Э129 как его максимально унифицированная модификация.

Применение на двигателе ЗИС-Э111 с рабочим объемом 6 л впускного тракта с размерами проходных сечений двигателя ЗИС-Э129 с рабочим объемом 7 л повысило наполнение цилиндров

и частоту вращения, соответствующую максимальной мощности. Несмотря на максимальную унификацию из-за специфики двигателя легкового автомобиля потребовалось ввести изменения в некоторые узлы и детали; так, для уменьшения высоты передней части двигателя ось вентилятора и водяного насоса расположена ниже, чем у двигателя ЗИС-Э129, при этом задняя часть водяного насоса и передняя крышка блока объединены в одной отливке. Соответственно изменены шкивы и ремни привода различных агрегатов, установленных на двигателе. Для обеспечения работоспособности привода клапанов при более высоких частотах вращения был применен профиль кулачка двигателя ЗИС-ЭНЗ, обусловливающий меньшие ускорения.

На рис. 10 приведены скоростные характеристики двигателей ЗИС-Э129 и ЗИС-Э111. Двигатель ЗИС-Э129 развивает максимальный крутящий момент 47,5 кгс-м, что соответствует техническим условиям; максимальная мощность оказалась меньше проектируемой на 10 л. с. Крутящий момент и мощность двигателя ЗИС-Э111 значительно меньше проектных (41 кгс-м вместо

45 кгс-м и 162 вместо 210 л. с.).

В процессе выяснения причин малой мощности двигателя было установлено, что при принятой схеме подогрева горючей смеси во

впускной трубе (с использованием тепла отработавших газов) при максимальной нагрузке двигателя поддерживается излишне высокая температура стенок в зоне перепускного канала.

Рис. 10, Скоростные характеристики двигателей (Gт — часовой расход топлива):

Это вызывает перегрев горючей смеси и падение мощностных показателей двигателя. Так, при полном перекрытии перепускного канала двигателя ЗИС-Э129 максимальный крутящий момент возрастает с
45,5 до 47,6 кгс-м, а максимальная мощность — со 168 до 175 л. с. На двигателе ЗИС-Э111 впускная труба изготовлена из алюминиевого сплава, имеющего высокий коэффициент теплопроводности, поэтому горючая смесь нагревается меньше и разница в мощностных параметрах при открытой и закрытой заслонке перепускного канала тоже значительно меньше. При работе с прикрытой дроссельной заслонкой (нагрузочные режимы) в случае дополнительного подогрева горючей смеси экономичность двигателя падала.

Таким образом, можно сделать вывод, что при температуре наружного воздуха около 20° С нет необходимости в дополнительном подогреве и что степень эффективности подогрева горючей смеси должна определяться при более низкой температуре окружающего воздуха. Поэтому площадь сечения перепускного канала в двигателе ЗИС-Э129 была уменьшена с 9 до 2 см2. В результате этого разница мощностных показателей двигателя при открытой и закрытой заслонке стала незначительной. Показатели двигателя ЗИС-Э129 были близки к проектным и достижение значений, заданных техническими условиями, не представляло больших трудностей. Эти показатели могли быть получены при более тщательной отработке системы подогрева горючей смеси и уточнении фактической степени сжатия.

Проведение аналогичных изменений в двигателе ЗИС-Э111 не могло улучшить его показателей настолько, чтобы они соответствовали бы заданным техническим условиям.

Сравнение скоростных характеристик двигателей ЗИС-ЭПЗ иЗИС-Э111 (см. рис. 5 и 10) показывает, что при шатровой камере сгорания и четырехкамерном карбюраторе двигатель ЗИС-Э111 (* Степень сжатия двигателя ЗИС-Э111 была равна 7,5, т. с. близка к степени сжатия двигателя ЗИС-ЭПЗ.) развивает такую же максимальную мощность при той же частоте вращения, что и двигатель ЗИС-ЭПЗ при сферической камере сгорания и двухкамерном карбюраторе МКЗ-ЛЗ. Ранее указывалось, что главной причиной недостаточного наполнения цилиндров двигателя ЗИС-ЭПЗ при номинальной частоте вращения являлся карбюратор.

В двигателе ЗИС-Э111 с самого начала был установлен специально сконструированный четырехкамерный карбюратор. Однако то обстоятельство, что максимум кривой мощности соответствовал п = 3400 об/мин вместо п = 4000 об/мин, а максимальная мощность не превышала 162 л. с. вместо 210 л. с., свидетельство-вало о больших гидравлических сопротивлениях на пути движения горючей смеси к цилиндрам, а возможно и отработавших газов.

Необходимо было подвергнуть тщательному исследованию проходные сечения впускного и выпускного трактов.

Как видно из табл. 7, удельные проходные сечения у обоих двигателей практически одинаковы. Можно было предположить, что повышенное гидравлическое сопротивление в двигателе ЗИС-Э111 могло наблюдаться при перетекании горючей смеси между кромкой клапанов и стенками камеры сгорания. Действительно, в двигателе ЗИС-ЭПЗ сферическая форма камеры сгорания, а также расположение клапанов под углом к оси цилиндров позволили создать достаточно свободный проход в указанном выше месте. Этот проход значительно больше, чем в головке блока двигателя ЗИС-Э111. В шатровой камере сгорания двигателя ЗИС-Э111 не было конструктивных возможностей увеличить зазор между головками клапанов и стенками камеры, чтобы уменьшить гидравлические сопротивления в этом месте. Становилось очевидным, что при шатровой форме камеры сгорания нельзя достичь проектных показателей двигателя ЗИС-Э111.

Более целесообразным представлялось применение клиновой камеры сгорания, так как в такой камере клапаны могут быть расположены более свободно, а вследствие плавного нарастания давления в ней двигатель будет работать более мягко. Создание в клиновой камере сгорания интенсивного завихрения смеси способствует снижению требований к антидетонационным качествам топлива. Несомненным преимуществом клиновой камеры сгорания является также простая конструкция привода клапанов, хороший доступ к свечам зажигания и возможность изготовления поршня с плоским днищем. Такой поршень имеет наименьшую площадь соприкосновения с горячими газами и соответственно более низкую рабочую температуру.

7. Удельные проходные сечения впускного и выпускного трактов двигателей ЗИС-Э113 и ЗИС-Э111

содержание .. 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 ..