Двигатель ЗИЛ-Э130. Клиновая камера сгорания была применена в шестицилиндровом V-образном двигателе ЗИЛ-Э130 (рис. 11). В этой камере расстояние между стенками и кромками головок клапанов значительно увеличено. В шатровых камерах сгорания двигателей ЗИС-Э129 и ЗИС-Э111 указанное расстояние составляло 4,25 мм, в клиновой камере сгорания 10 мм. При таком увеличении проходного сечения между стенкой камеры сгорания и головкой клапана должно было резко измениться сопротивление впускного и выпускного трактов. Для оценки гидравлических сопротивлений были проведены сравнительные испытания головок блока цилиндров V-образных двигателей.
При испытании головки блока цилиндров продували на безмоторной установке при одном максимально открытом клапане. Направление потока воздуха через впускные и выпускные каналы соответствовало направлению движения свежей смеси и отработавших газов на работающем двигателе. В специальной камере безмоторной установки, расположенной за испытуемой головкой блока, измеряли разрежение, характеризующее сопротивление канала. В процессе испытаний измеряли также и расход воздуха. На рис. 12, а и б приведены результаты испытаний. Из рис. 12, а следует, что при расходе воздуха 70 м3/ч сопротивление впускного канала головка цилиндров двигателя ЗИС-Э111 в 1,43 раза превышает аналогичное сопротивление в головке двигателя ЗИЛ-Э130. Такое большое уменьшение сопротивления в головке цилиндров двигателя ЗИЛ-Э130 объяснялось в значительной степени увеличением зазора между стенкой камеры сгорания и кромками головок клапанов. Сопротивление выпускного канала двигателя ЗИС-Э111 (рис. 12, б) больше аналогичного сопротивления в двигателе ЗИЛ-Э130 в 1,75 раза.
На рис. 12, а и б приведены также кривые сопротивления впускных и выпускных каналов головки блока двигателя ЗИЛ-1Э130, отличающейся от головки блока двигателя ЗИЛ-Э130 клапанами увеличенного диаметра и наличием поднутрения в стенках камеры сгорания, которое было сделано с целью сохранения зазора между этими стенками и головками клапанов увеличенного диаметра, равного 10 мм (как в двигателе ЗИЛ-Э130).
Впускной и выпускной тракты
Таким образом, наименьшее сопротивление имеют впускной и выпускной тракты двигателя ЗИЛ-1Э130.
Рис. 11. Поперечный разрез двигателя ЗИЛ-Э130
Проведенное исследование показало, что разрабатываемые V-образные двигатели семейства имеют большие резервы для улучшения впускного и выпускного трактов и, следовательно, повышения мощностных показателей двигателей. Эти резервы были реализованы при дальнейшем усовершенствовании конструкции двигателей в последующих опытных сериях.
С целью унификации, а также для того чтобы детали всех двигателей семейства можно было обрабатывать на одной автоматической линии, двигатель ЗИЛ-Э130 был выполнен с углом развала цилиндров 90° и с трехкривошипным коленчатым валом, имеющим угол между кривошипами 120°. При такой схеме двигателя остается неуравновешенным момент сил инерции второго порядка и рабочие ходы в цилиндрах чередуются неравномерно.
Рис. 12. Сопротивление каналов головок цилиндров при максимально поднятых клапанах различных двигателей:
а — впускные каналы; б — выпускные каналы; 1 — ЗИЛ-1Э130; 2 — ЗИОЭ113 и ЗИЛ-Э130; 3 — ЗИС-ЭШ; 4 — ЗПС-ЭПЗ: 5 — ЗИЛ-Э130; 6 — ЗИС-Э111
Неуравновешенный момент сил инерции второго порядка, действующий в горизонтальной плоскости. Однако наличие этого момента не приводит к появлению сколько-нибудь заметных колебаний двигателя на его упругой подвеске. Это объясняется тем, что указанный момент имеет небольшую величину, а частота его изменения значительно больше частоты собственных колебаний двигателя на его подвеске, определяемой большим моментом его инерции относительно оси, вокруг которой происходят колебания, и малой жесткостью подвески двигателя.
В то же время из-за неравномерности чередования вспышек в цилиндрах двигателя возникают некоторые проблемы, без решения которых невозможна нормальная работа двигателя.
При угле развала V-образного шестицилиндрового двигателя 90° и трехколенном вале с углом между коленами 120° возможны два основных варианта чередования рабочих ходов в цилиндрах (рис. 13): первый— 120°—120°—90°—120°—120°—150° и второй 90°— 150°—90°— 150°—90°—150°.
