Існує таке поняття, як відношення довжини шатуна до ходу поршня, ця характеристика і сам діаметр кривошипа колінчастого вала (хід поршня) істотно впливають на «дихання» мотора: адже за своєю суттю, ДВС - це насос, який прокачує через себе певний об'єм суміші повітря з паливом за певний проміжок часу. В англомовній літературі це співвідношення називається R / S - rod to stroke ratio, і йому приділяється досить серйозну увагу при доопрацюванні моторів. Багато джерел вважають, що «золотою серединою» є величина R / S, що дорівнює 1,75.
Ефект великого R / S:
ЗА: Дозволяє поршню довше перебувати в ВМТ, що забезпечує краще горіння паливної суміші, тобто більш повне згорання паливної суміші, більш високий тиск на поршень після проходження ВМТ, більш висока температура в камері згоряння. В результаті хороший момент на середніх і високих оборотах.
Довгий шатун зменшує тертя пари «поршень-циліндр», а це особливо важливо при робочому ході поршня.
ПРОТИ: Мотор, зібраний з досить великим значенням R / S не забезпечує хороше наповнення циліндрів на низьких і середніх частотах обертання КВ, через зниження швидкості повітряного потоку (через зменшення швидкості руху поршня після ВМТ, в момент відкриття впускного клапана).
Велика ймовірність появи детонації через високу температуру в камері згоряння і тривалого часу знаходження поршня в ВМТ
Ефект малого R / S:
ЗА: Забезпечує дуже хорошу швидкість наповнення циліндрів на низьких і середніх частотах обертання КВ, так як швидкість руху поршня від ВМТ більше, розрядження наростає швидше, що покращує наповнення циліндрів, більш висока швидкість руху паливо-повітряної суміші робить суміш більш гомогенної (однорідної) що сприяє кращому згорянню.
переваги: більш низькі вимоги до доопрацювання і діаметрам каналів ГБЦ, ніж на моторі з високим співвідношенням R / S.
Мала величина R \ S означає, більший кут нахилу шатуна. Це означає, що велика сила буде штовхати поршень в горизонтальній площині. Для мотора це означає наступне:
1) Велике навантаження на шатун (особливо на центр шатуна), що робить руйнування шатуна більш імовірним. Руйнування шатуна саме по собі мало ймовірно, крім випадків обриву, при заклинювання і гідроударі, як правило, шатун рветься у верхній або
нижньої головки під кутом приблизно 45 градусів до осі шатуна.
2) Збільшення навантаження на стінки блоку циліндрів, велике навантаження на поршні і кільця, збільшення робочої температури внаслідок підвищеного тертя, як результат, більш швидкий знос стінок циліндра, кілець, і погіршенні умов змащення. Знос цієї ділянки залежить від величини зсуву осі пальця отн. осі поршня і від значення максимального кута нахилу шатуна, тобто при застосуванні "кованих" поршнів зі зміщеним пальцем, знос буде менше ніж при застосуванні стандартних Порше.
3) Більш короткий шатун також збільшує швидкість руху поршня, що впливає на знос і збільшення тертя. Максимальна швидкість поршня доводиться на кут близько 80 градусів повороту колінчастого вала від ВМТ, для мотора з коленвалом 74,8 мм при 5600 оборотів в хвилину вона дорівнює 22,92 м / с при шатуне 121 мм. і 22,80м / с. при шатуне 129 мм.
Найбільш вагомим є залежність прискорення поршня від довжини шатуна. Великі значення прискорення позитивно впливають на наповнення циліндрів на малих обертах, що веде до «тяговитости» двигуна в слідстві кращого наповнення. Але на високих оборотах через інерційності потоку у впускний трубі відбувається ефект замикання на впускному клапані (тобто обсяг циліндра над поршнем зростає швидше, ніж може заповнюватися через клапанну щілину, що веде до погіршення наповнення і потужних характеристик на високих оборотах). У разі довгого шатуна на малих обертах відбувається зворотний викид суміші, але на високих немає явища замикання.
Це, звичайно, все правильно, і нас тут уже хтось просвітив на цей рахунок. Але все це нереально застосувати практично, якщо мова йде про конкретний двигуні. Крім того, довжина шатуна не збільшує потужність, як це роблять обсяг, фази, прохідні перетини і форма каналів. Так, якийсь вплив є, але, як кажуть, тільки за інших рівних умов.
У реальному житті все не так. Коли треба вичавити з мотора все, нікому не прийде в голову зрізати з блоку верхівку або, навпаки, заробляти на неї метал, тільки щоб домогтися оптимального значення якогось міфічного параметра. Зате можна максимально подовжити шатун і вкоротити поршень - маса комплекту зменшиться, тертя впаде, і всі проблеми вирішаться автоматично.
Коли 10 років тому всі вітчизняні спортсмени ламали голову, що краще для спортивного Тазовському мотора - MAHLE або KS, ми мали конструкцію шатуна довжиною 134 мм і поршня з компресійної висотою 23,5мм. І це все, що можна було зробити з цим мотором.
_________________
З повагою,
персонал Моторного центру
АБ-Інжиніринг.