Усовершенствованный двигатель «М-21»

Многие спортсмены, выступающие на автомашинах, глиссерах и катерах с использованием в качестве силового агрегата двигателя «М-21 «Волга», заинтересовались увеличенным мною до 3 л двигателем, на котором я выступал на Первенстве СССР 1963 г. (в шоссейно-кольцевой гонке на автомобилях V формулы).

Двигатель сконструирован и изготовлен на базе серийного двигателя «М-21». Особенность его заключается в том, что благодаря увеличению диаметра цилиндра до 100 мм при неизменном рабочем ходе (92 мм) получается корот-коходный двигатель, способный длительное время работать с высоким числом оборотов.

При изготовлении двигателя был взят блок от «М-21». Посадочные места под гильзы были расточены до максимально допустимых размеров. Буртик под уплотнительную резину оказался мал; его также пришлось расточить, а уплотнительную резину — использовать от дизельных двигателей. Далее, опытным путем были подобраны параметры гильз. В первом варианте гильзы были изготовлены (из аустенитного чугуна) с внутренним диаметром цилиндра 98 мм под поршни двигателя «ГАЗ-АА». Однако ввиду того, что у поршней «ГАЗ-АА» расположение центра поршневого пальца отличается на 1,5 мм, пришлось подрезать блок двигателя на 1,5 мм, а втулку верхней головки шатуна развернуть на 0,4 мм (так как поршень «ГАЗ-АА» имеет отверстие под палец 25,4 мм).

С увеличением диаметра цилиндра с 98 до 100 мм и применением ремонтных поршней «ГАЗ-АА» наблюдались обрывы поршней из-за того, что стенки чугунной гильзы были тонкими и при повышенном нагреве гильзы деформировались.

Во втором варианте гильзы были изготовлены диаметром 100 мм из стали Х45 с термообработкой до твердости 45 единиц по Роквеллу. Были изготовлены новые поршни, по конструкции похожие на поршни «М-21» и подогнанные к их весу. Компрессионные и масляные кольца были использованы от двигателя «Чайка». Использовать гильзы от двигателя «Чайка», имеющего диаметр цилиндра 100 мм, не представляется возможным, так как они имеют другую конструкцию посадки в блоке. Поршни двигателя автомобиля «Чайка» также не могут быть использованы из-за того, что имеют отверстие под палец 28 мм, большую высоту центра пальца, а также больший вес.

Поршневый палец был изготовлен заново из стали 18ХНВА.


При подгонке поршня не следует увлекаться тугой посадкой, так как гоночный двигатель временами имеет повышенный нагрев, в результате чего потеря мощности может достигать 10%, хотя двигатель и не будет заклинивать. Зазор между поршнем и стенками цилиндра должен быть не менее 0,08 мм.

Для проверки зазора необходимо иметь стальную пластинку толщиной 0,08 мм и шириной 10 мм. Пластинка должна проходить между поршнем и стенками цилиндра с усилием около 2,5 кг.

Перед окончательной сборкой необходимо установить гильзы и блок, равномерно прижать их и смонтировать в блоке коленчатый вал с шатунами и поршнями без колец. Проворачивая коленчатый вал и перемещая поршни от верхней до нижней мертвой точки следует убедиться в том, что поршни не имеют перекоса. Если обнаружится перекос, следует проверить правильность расточки блока, изготовления гильз, расточки отверстий под палец и развертку верхней головки шатуна. Только после этого можно приступить к окончательной сборке двигателя. После сборки двигатель должен легко проворачиваться рукой. Если двигатель вращается туго, его следует разобрать и выяснить причину. Надеяться на то, что двигатель «обкатается», нельзя, поскольку большинство спортсменов обычно не имеет возможности и времени обкатать двигатель так, как рекомендует завод.

Прокладку под головку блока можно изготовить из стандартной прокладки. Для этого необходимо аккуратно снять окантовку, увеличить диаметр отверстий по гильзе и произвести окантовку заново латунью толщиной 0,3 мм.

Изготовленный мною двигатель имеет степень сжатия 9; всасывающий клапан увеличен до 45 мм; выхлопной клапан—стандартный, но подъем его увеличен на 1 мм. На двигателе установлены два карбюратора К-105, которые по своей конструкции имеют большой диапазон регулировочных возможностей. Выхлопная система оборудована раздельными выхлопными патрубками диаметром 38 и длиной 400 мм каждый, которые объединены в общую выхлопную трубу диаметром 50 мм.


Двигатель развивал до 4800 об/мин и проработал около 100 часов, из них 50 часов на полном режиме. Температура двигателя во время соревнований колебалась от 80 до 90° С при температуре воздуха 30° С.

На обоих этапах Первенства СССР и на тренировках двигатель работал без перебоев и поломок. После гонок двигатель был разобран и все детали его тщательно осмотрены и проверены. Заметных следов износа обнаружено не было. В связи с тем, что двигатель реконструирован кустарным способом, испытать его на стенде и снять максимальную мощность не представлялось возможным.

Результаты гонок показали, что усовершенствованный таким образом двигатель имел преимущества перед стандартными двигателями.