Общие — R/S
Сейчас мы проанализируем то, как на двигателель влияет соотношение диаметра кривошипа коленчатого вала и длинны шатуна — R/S (rod to stroke ratio).
Большинство считают что идеально приемлемое R/S = 1,75.
Большой R/S:
+ поршень дольше находится в ВМТ
+ оптимальное горение топливной смеси
+ наиболее полное сгорание топливной смеси
+ выше давление на поршень после прохождения ВМТ
+ выше температура в камере сгорания.
Результат: плюсы на средних и высоких оборотах. Уменьшается трение поршня и цилиндра, что немаловажно.
- ухудшение наполнения цилиндров на невысоких частотах вращения КВ
- появление детонация в результате повышенной температуры в камере сгорания и долгого нахождения поршня в ВМТ.
Малый R/S:
+ более высокая скорость движения поршня от ВМТ
+ более быстрое нарастание разряжения
+ неплохая скорость наполнения цилиндров на низких и средних частотах вращения КВ
+ скорость движения топливовоздушной смеси выше
+ более однородная смесь
+ улучшение сгорания.
Результат: с малым R/S требования к доработке и диаметрам каналов ГБЦ ниже, чем с большим.
- угол наклона шатуна больше
- сила, толкающая поршень в горизонтальной плоскости больше
- нагрузка на шатун больше (в особенности на центр)
- дальнейшее разрушение шатуна: под углом примерно 45 гр. к оси шатуна рвется на нижней или верхней частях головки
- нагрузка на стенки блока цилиндров больше
- нагрузка на поршни и кольца больше
- температура во время работы выше
- трения больше
- изнашиваются стенки цилиндра, колец
- ухудшается условие смазки.
Максимальная скорость поршня приходится на угол около 80 градусов поворота коленчатого вала от ВМТ, для мотора с коленвалом 74,8 мм при 5600 оборотов в минуту она равна 22,92 м/с при шатуне 121 мм., и 22,80м/с., при шатуне 129 мм. Наиболее весомым является зависимость ускорения поршня от длины шатуна. Большие значения ускорения положительно влияют на наполнение цилиндров на малых оборотах, что ведет к «тяговитости» двигателя в следствии лучшего наполнения. Но на высоких оборотах из-за инерционности потока во впускной трубе происходит эффект запирания на впускном клапане (т.е объем цилиндра над поршнем растет быстрее, чем может заполняться через клапанную щель, что ведет к ухудшению наполнения и мощностных характеристик на высоких оборотах). В случае длинного шатуна на малых оборотах происходит обратный выброс смеси, но на высоких нет явления запирания.