Об охлаждении подвесного мотора «Нептун»

На мой взгляд, двигатели "Нептунов" снабжены слишком мощной системой охлаждения, так как даже в самую жаркую погоду блок цилиндров не нагревается выше 35—40°С. Во всей же справочной литературе указана нормальная рабочая температура двигателя 85—90°С.

В справочной литературе по автомобилям и тракторам говорится, что нормальная температура воды в системе охлаждения двигателя составляет 80—90°, Однако на основании чего получены эти цифры? Известно, что температура цилиндра существенно влияет на работоспособность двигателя. Если температура поверхности гильзы ниже 100 °С, то водяные пары, содержащиеся в продуктах сгорания, конденсируются на стенках цилиндра. В образующемся конденсате растворяются соединения азота и серы, также содержащиеся в продуктах сгорания. В результате образуются кислоты, которые вызывают коррозию зеркала цилиндра и разрушают масляную пленку. Все это увеличивает износ цилиндра. Пониженная температура гильзы становится причиной неполного сгорания топлива, разжижения масляной пленки, задымления выпуска.

Что касается двухтактных двигателей, которые смазываются маслом, растворенным в топливе, и всегда работают с неполным сгоранием топлива, то для них последнее обстоятельство играет не столь существенную роль.

Следует отметить, что у автотракторных двигателей коррозионный износ зеркала цилиндра происходит при работе на частичных нагрузках. При этом литровая мощность двигателя невелика, и через единицу площади стенок цилиндра отводится относительно небольшое количество тепла. Из теории теплопередач известно, что если через стенку перетекает поток тепла, то температура наружной и внутренней поверхностей стенки оказывается различной, а разность температур будет пропорциональна потоку тепла, толщине стенки и обратно пропорциональна теплопроводности стенки. У автотракторных двигателей эта разность на частичных нагрузках составляет 15—20°. Тогда температура внутренней стенки равна 100°—(15÷20)° = 80—85°. Отсюда и получаются рекомендованные цифры. Если температура охлаждающей воды (в данном примере мы пренебрегаем неравномерным распределением температуры воды по зазору) будет меньше 80°, то температура наружной стенки окажется меньше 100°, и начнется интенсивный коррозионный износ.


Однако на режиме полной мощности за счет увеличения потока тепла через стенку разность температур увеличивается до 40—80°. Это значит, что температура зеркала цилиндра достигает 120—160°. Заметим, что предельно допустимая температура зеркала цилиндра составляет 180—200°, При большей температуре неизбежно пригорание колец, появление задиров и т. д.

У имеющих большую литровую мощность подвесных моторов при работе на полной мощности поток тепла в два и даже более раз больше, чем у наиболее форсированных автомобильных двигателей. Поэтому для ПМ, имеющих чугунный блок цилиндров («Вихрь-20»), можно ожидать, что разность температур достигнет 120—160°, а температура зеркала цилиндра — 200°. Как известно, у «Вихря-20» происходит пригорание колец (особенно при нормальных зазорах по высоте между кольцом и поршнем).

У современных ПМ блок выполнен из алюминиевого сплава (с лучшей теплопроводностью) и с тонкими чугунными гильзами, поэтому здесь разность температур меньше, но наверняка больше 70°, т. е. температура зеркала цилиндра выше 100°. Действительно, при разборке ПМ мы часто обнаруживаем такие дефекты, как надиры на поршне и цилиндре, пригорание, завальцовка колец, повышенный износ отверстий в поршне под палец, образование лаковых пленок на боковых поверхностях поршня. Все эти признаки свидетельствуют о том, что сочленение поршень — цилиндр работает в напряженном температурном режиме и повышать температуру охлаждающей волы опасно. В том случае, когда ПМ эксплуатируется на режиме малой мощности, увеличение температуры охлаждающей воды до 60—70° может привести к незначительному повышению ресурса и экономичности.