Приступая к форсировке готового двигателя, никогда не следует предполагать, будто конструктор упустил возможность получить от двигателя дополнительных 20-30 л. с. и вам остается только произвести несколько магических действии, чтобы извлечь потерянную мощность. Труд форсировщика всегда бывает очень кропотливым и тяжелым. Нет такого узла двигателя, которым можно было бы пренебречь. Каждая отдельная работа по форсировке, будь то регулировка, тщательная подгонка или повышение степени сжатия, возможно, принесет и незначительный эффект, но общие результаты многих часов напряженного труда дадут заметный прирост мощности. Увеличить эффективную мощность двигателя и повысить максимальные обороты его коленчатого вала, что и называется форсировкой двигателя, можно двумя путями:
а) за счет повышения степени сжатия, улучшающего термический к.п.д.;
б) за счет увеличения наполнения цилиндров, повышающих среднее эффективное давление.
Первый способ форсировки ограничивается антндетонационными свойствами существующих топлив, так что пределом для повышения степени сжатия обычно является детонация, которая, создавая ударную нагрузку на детали кривошипно-шатунного механизма, угрожает их механической прочности и вызывает падение мощности. Возможность повышения степени сжатия двигателя, кроме того, в значительной мере зависит от формы камеры сгорания и для разных конструкций неодинакова. Наилучшей формой камеры принято считать полусферическую или шатровую. Ошибочно предполагать, что каждое последующее повышение степени сжатия на определенную величину дает одинаковый прирост мощности. Наибольший выигрыш в мощности можно получить в диапазоне степеней сжатия от 6 до 8; от 8 до 10 эффект будет уже меньшим и т. д. Форсировка за счет улучшения наполнения цилиндров горючей смесью, т. е. повышение коэффициента наполнения, представляет широкое поле деятельности и может достигаться различными конструктивными мероприятиями. В первую очередь следует указать на следующие:
Наименее исследованной областью является влияние формы впускного трубопровода и его длины, хотя значение конструкции трубопровода в работе двигателя весьма велико.
Впускной трубопровод. Выбор наилучшей конструкции впускного трубопровода и формы каналов, подводящих смесь к цилиндрам, является трудной задачей. Она усложняется тем, что иногда приходится удовлетворять самые противоречивые требования, решение которых возможно только опытным путем. Однако форсировка серийного двигателя за счет изменения системы или схемы питания для улучшения наполнения является наиболее доступной спортсменам областью работы. Основными требованиями к впускному трубопроводу являются: а) длина впускного клапана от карбюратора до поршня для каждого цилиндра должна быть одинаковой и по возможности короткой или специально подобранной для использования инерции входящего потока. Длина тракта измеряется от н. м. т. поршня в цилиндре до открытого конца карбюратора; б) форма трубопровода: диаметр, изгибы, углы и внутренняя поверхность каналов должны оказывать наименьшее сопротивление потоку смеси, обеспечивать одинаковое качество по составу и равное распределение смеси по цилиндрам, т. е. исключающее местное обеднение или обогащение; в) перемены в направлении движения горючей смеси и встречные токи должны быть минимальными, чтобы не вызывать инерционных потерь и отсасывания смеси от клапанов; г) пульсация потока, вызываемая насосным действием поршней, должна быть по возможности с равномерными интервалами. Полезно, чтобы начало очередного всасывания было в момент инерционного подпора; д) температура смеси в отдельных отводах трубопровода должна быть одинаковой.
У многоцилиндровых двигателей для повышения наполнения цилиндров обычно применяют установку нескольких карбюраторов, в количестве часто соответствующем числу цилиндров. В этом случае будет получено равновеликое наполнение каждого отдельного цилиндра, что само по себе уже приведет к увеличению мощности. При замене одного карбюратора несколькими особое внимание надо обратить на качественный состав горючей смеси, подаваемый карбюраторами, так как уменьшение количества воздуха, проходящего через каждый карбюратор, вследствии увеличения их числа, приводит к обеднению смеси. Впускные трубопроводы могут быть с пологими и с прямоугольными изгибами. Пологие изгибы создают меньшие сопротивления течению потока, но на поворотах вызывают смещение неиспарившихся частиц топлива в смеси к крайним цилиндрам, что приводит к обеднению смеси в ближе расположенных цилиндрах. Кроме того, при пологих изгибах нераспыленная часть топлива может подтекать в ближайшие каналы, что также может вызывать неравномерное питание. Прямоугольные повороты в трубопроводах с карманами устраняют эти явления, но создают большие сопротивления течению смеси. Поэтому конструкция трубопровода по большей части является результатом компромиссного решения. Последнее время у некоторых двигателей, в целях увеличения наполнения цилиндров, стали применяться насадки, удлиняющие смесительную трубу (наиболее простое средство изменения длины) для создания перед карбюратором инерционного подпора за счет сформированного потока воздуха. Сечение впускных трубопроводов может быть круглым или квадратным. Квадратное сечение применяется для увеличения поверхности испарения осаждающегося топлива, а также для уменьшения склонности потока смеси к завихрениям по спирали (при длинном трубопроводе) . Внутренние поверхности трубопровода и впускного капала блока должны быть гладкими, желательно полированными. Диаметр впускного трубопровода выбирается в зависимости от диаметра цилиндров и скорости поршня с таким расчетом, чтобы скорость потока горючей смеси, при работе двигателя на полном дросселе, при максимальной мощности, не превышала 50 м/сек. Чтобы увеличить плотность заряда, воздух, подводимый к впускным патрубкам карбюраторов, должен быть достаточно холодным. Для этого рекомендуется устраивать специальную вентиляцию подкапотного пространства.
Выпускной трубопровод. Конструкция выпускного трубопровода, влияя на степень очистки цилиндров от отработавших газов, также оказывается связанной с наполнением цилиндров горючей смесью. Конструкция выпускного трубопровода должна отвечать следующим требованиям: а) скорость отработавших газов в выпускной трубе не должна быть выше 30-35 м/сек, для чего диаметр трубы делают равным 0,5-0,6 диаметра цилиндра или 1,5 сечения впускного трубопровода; б) выходящие отработавшие газы одного цилиндра не должны создавать противодавления для газа другого (соседнего) по работе цилиндра, что может иметь место у многоцилиндровых двигателей, имеющих такты большой продолжительности.
Наиболее приемлемым для многооборотных двигателей скоростных автомобилей является выпускной трубопровод с отдельными трубами для каждого цилиндра. При этом желательно, чтобы непосредственно у блока цилиндров трубы имели прямое направление и изгибались для соединения в общую трубу на некотором отдалении от блока. Расположение выпускного трубопровода на двигателе должно исключать возможность подогрева стенки блока.
В заключение данного раздела приводятся рекомендуемый порядок и последовательность действий по улучшению работы и форсировке двигателя. Перед началом работ с двигателем необходимо установить его начальное состояние и определить внешние показатели. Для этого надо произвести предварительное испытание. Удобнее всего это сделать на стенде, так как без предварительного испытания всякая работа по улучшению и форсировке двигателя будет носить характер попыток. По окончании работ по улучшению и форсировке двигателя каждый автомобиль, подготавливаемый для гонок, безусловно должен быть испытан на дороге. Перед испытаниями необходимо провести ряд определенных проверок и регулировок с помощью простейших измерительных приборов. Проверить зазоры в клапанах, убедиться в правильности фаз газораспределения, проверить идентичность компрессии у всех цилиндров (точность в пределах 5%), замерить зазор в распределителе зажигания и установить надлежащий угол опережения зажигания. Слово лрегулировка¬ для некоторых мастеров звучит слишком обыденно. Однако без хорошей регулировки любая форсировка-пустая трата времени. Распространенное среди спортсменов мнение, что 90% форсировкн заключается в точной регулировке и только 10% бывает получено благодаря самой форсировке, не далеко от истины. Выполнив все работы по регулировке, можно браться за мероприятия, способствующие повышению мощности. Имеется в виду полировка каналов на тракте впуска и выпуска и полировка поверхностей камер сгорания, установка большого размера клапанов, повышение степени сжатия и применение нескольких карбюраторов, отрегулированных для совместной работы на одном двигателе. Свечи мало влияют на мощность двигателя и большей частью подбираются из соображений степени сжатия и сорта топлива. Завершающими работами по форсировке двигателя является устройство настроенных систем впуска и выпуска на определенное число оборотов.