WPROWADZENIE
Powszechność użytkowania samochodów, łatwość kierowania nimi, wymóg
wykorzystania cech dynamicznych samochodu w ruchu miejskim, dawniejsza
dostępność i taniość paliw – spowodowały, że u użytkownika zostało „uśpione”
społeczne odczucie potrzeby oszczędnej techniki jazdy oraz troski o stan techniczny
silnika i pojazdu w aspekcie zużycia paliwa. Nasza obecna sytuacja powoduje
zwiększone zainteresowanie sposobami eksploatacyjnymi i technicznymi,
ograniczającymi zużycie paliwa w samochodach (ocenianie na 100 km przebytej
drogi). Obecnie wykorzystuje się sposób ogólnego zmniejszania zużycia paliw
samochodowych w państwie poprzez administracyjne ograniczenia maksymalnej
prędkości jazdy na drogach pozamiejskich i autostradach. Ograniczenie prędkości
jazdy na obszarach zabudowanych jest podyktowane głównie bezpieczeństwem
użytkowników drogi przechodniów. Ograniczenie maksymalnej prędkości i
reglamentacja paliw – to jednak tylko środki doraźne, gdyż ten sposób nie usprawnia
niczego w samych samochodach. Dlatego docelowo poszukuje się możliwości
zmniejszania zużycia paliwa w samochodach przez wprowadzenie zmian
konstrukcyjnych w silnikach – umożliwiających zwiększenie ich sprawności, oraz
szereg innych usprawnień o mniejszym znaczeniu. Na zużycie paliwa mają również
wpływ jakość nawierzchni i profil dróg, a także organizacja ruchu drogowego
(eliminowanie przejazdów przez tory kolejowe i tramwajowe, wprowadzenie rond i
rozjazdów przestrzennych oraz synchronizacji świateł na skrzyżowaniach).
Na rys. 0.1 przedstawiono zależność mocy niezbędnej do ruchu samochodów o
różnych kształtach nadwozi od prędkości. Do celów porównawczych przyjęto
jednakowe masy samochodów i pola powierzchni czołowych (zaznaczając jednak
linią przerywaną również opory toczenia samochodu o mniejszej masie). Zaznaczono
także moc rozporządzalna zespołu napędowego przy wykorzystaniu biegu
bezpośredniego. Jak widać najmniejszej mocy niezbędnej wymaga samochód 2 o
opływowej sylwetce (jak np. Citroen CX czy Ford Sierra), większych – samochód 1 o
przeciętnej sylwetce (np. FSO czy Polonez), a największej – samochód 3 o sylwetce
odkrytego pojazdu terenowego. Wykresy ilustrują duże zapotrzebowanie mocy
podczas jazdy z dużymi prędkościami (co rzutuje na zużycie paliwa) oraz wpływ
kształtu nadwozia i masy pojazdu na moc niezbędną do ruchu. Choć przeciętny
użytkownik samochodu ma obecnie ograniczone możliwości wyboru nabywanego
samochodu to jednak z wykresów na rys 0.1 może wyciągnąć przynajmniej 2
wnioski: nie wozić w bagażniku zbędnych przedmiotów oraz nie jeździć z pustym
bagażnikiem dachowym (a jeśli jest on wykorzystywany – to jeździć wolniej).
2
Codzienne wykorzystywanie samochodu stwarza bardzo różnorodne warunki
jazdy (jazda po różnych nawierzchniach, pokonywanie wzniesień i spadków, jazda na
różnych biegach, pod wiatr lub z bocznym wiatrem itp.). Na rys 0.2 pokazano
zależność oporów toczenia od ciśnienia w oponach samochodu, w odniesieniu do
ciśnienia zalecanego przez wytwórcę. Widać, że nawet niewielki spadek ciśnienia
powoduje znaczny wzrost oporów toczenia. Najsilniej jednak rzutują na moc
niezbędną do ruchu samochodu opory wynikłe z działania sił aerodynamicznych,
które decydują o mocy zespołu napędowego niezbędnej dla uzyskania wymaganej
prędkości jazdy. We współczesnych samochodach osobowych moc niezbędna do
pokonywania oporów aerodynamicznych jest 1
÷
2-krotnie większa od mocy
niezbędnej do pokonania oporów toczenia przy prędkości ok. 90 km/h /por. rys 0.1/.
Opory aerodynamiczne znacznie wzrastają ze wzrostem prędkości samochodu
Rys 0.1. Zależność mocy niezbędnej i
rozporządzalnej od prędkości jazdy
samochodu: 1 – samochód osobowy o
współczesnej sylwetce ; 2 – samochód o
sylwetce bardzo opływowej; 3 – odkryty
samochód terenowy; P
1
– moc niezbędna
do pokonania oporów toczenia; P
2
– moc
rozporządzalna zespołu napędowego na
biegu bezpośrednim.
Rys 0.2. Zależność oporów toczenia
samochodu od ciśnienia w oponach.
względem otaczającego powietrza atmosferycznego – a więc także podczas jazdy pod
wiatr. Na rys 0.3 przedstawiono wpływ wiatru zgodnego z kierunkiem jazdy lub
przeciwnego, na moc niezbędną. W naszym obszarze geograficznym występują
przeważnie wiatry wiejące z kierunku zachodniego, o prędkościach nie
przekraczających 5 m/s. Wiatry boczne do kierunku jazdy samochodu wpływają na
moc niezbędną do ruchu podobnie jak wiatry w kierunku czołowym – wzrasta
bowiem współczynnik Cx oporu aerodynamicznego przy skośnym napływie
powietrza na sylwetkę samochodu oraz wzrastają opory toczenia przy występowaniu
dodatkowej siły bocznej. Podczas jazdy przy silnym wietrze, zwłaszcza bocznym, na
przyrost mocy niezbędnej do jazdy mają znaczny wpływ wszystkie elementy
wystające z obrysu nadwozia samochodu, jak np. bagażnik dachowy (nawet pusty i
wykonany z samych rurek) czy dodatkowe lusterka, reflektory lub ostrogi zderzaków,
3
a nawet ostre krawędzie rynienek na słupkach nadwozia.
Wśród czynników wpływających na moc niezbędną do jazdy i zużycie paliwa
ważny jest ogólny stan techniczny samochodu, a zwłaszcza ustawienie jego kół
jezdnych: względnie położenia kół przednich i tylnych, zbieżność i pochylenia kół,
stan hamulców. Niewłaściwe ustawienie kół jezdnych powoduje zwiększone tarcie i
przyśpieszone ścieranie bieżników opon, co odbywa się kosztem dodatkowej energii.
Podobne skutki powoduje ocieranie się okładzin hamulcowych o bębny lub tarcze,
wywołane np. niewłaściwym wyregulowaniem linki hamulca ręcznego.
Dla każdego kierowcy oczywisty jest wpływ stanu technicznego silnika (tj.
stopnia jego zużycia, ale także poprawności regulacji gaźnika, zapłonu, luzów
zaworowych, zanieczyszczenia filtru powietrza) na zużycie paliwa. Dlatego ważna
Rys 0.3. Zależność wpływu wiatru na moc niezbędną, od prędkości jazdy samochodu: a – wpływ
wiatru czołowego; b – wpływ wiatru bocznego ; P
r
– moc oporów tarcia; P
n
– moc całkowita; W –
prędkość wiatru czołowego; W’ – prędkość wiatru bocznego
.
jest okresowa kontrola stanu technicznego i regulacji silnika. Przydatna do określenia
potrzeby takiej regulacji jest ciągła rejestracja ilości paliwa wlewanego do zbiornika i
obliczanie na tej podstawie zużycia paliwa na 100 km przebiegu samochodu.
Zwiększone zużycie paliwa, zarejestrowane w 2..3 kolejnych obliczeniach, jest
sygnałem wskazującym na konieczność regulacji silnika (lub kontroli poprawności
ustawienia kół jezdnych – np. po wjechaniu w wyrwę na jezdni, na krawężnik
chodnika, przy kolizji z innym użytkownikiem drogi). Do bieżącej kontroli zużycia
Przykład ewidencji zużycia paliwa
Data
Licznik
S
Pal.
Zb.
Zuż.
Pal.
Uwagi
01.03
30020
-
-
1,0
-
-
15.03
30230
210
8
0,9
10
4,8
Regulacja zapłonu
25.03
30350
130
8
1,0
6
4,6
V 80 km/h, Łódź, ciepło
29.03
30580
230
8
0,8
12
5,2
miasto
4
paliwa przydatne jest wypełnienie tabelki wg powyższego przykładu. Zapis daty
umożliwia przypomnienie pory roku, warunków meteorologicznych, przybliżonej
temperatury powietrza. W rubryce „Pal.” Zamieszcza się liczbę wlanych do zbiornika
litrów paliwa, a w rubryce „Zb.” – wskazania wskaźnika ilości paliwa w zbiorniku.
Pamiętając o tym, że 0,1 pojemności zbiornika w „maluchu” stanowi ok. 2 litry,
można z tą dokładnością ocenić ilość zużytego paliwa. Dzieląc ilość zużytego paliwa
„Pal.” Przez przebytą drogę „S” i mnożąc wynik przez 100 – otrzymuje się zużycie
„Zuż.” paliwa na 100 km przebytej drogi. Rubrykę „Uwagi” wykorzystuje się do
zapisów dotyczących dalszych jazd szczególnych (np. wyjazd do Szczecina czy
Krakowa), wymian oleju czy czyszczenia świec, wymiany filtru czy kontroli
ustawienia kół jezdnych. Ciągłe prowadzenie takich notatek pozwala na racjonalne
wykonywanie zabiegów eksploatacyjnych.
Rys 0.4. Zależność mocy nadwyżkowej od prędkości jazdy samochodu: P
n
– moc niezbędna; P
r
– moc
rozporządzalna;
∆
P – moc nadwyżkowa; I, II, III ,IV – numer biegu skrzynki przekładniowej
Podstawowym sposobem ekonomicznej jazdy samochodem jest racjonalne
wykorzystywanie możliwości zespołu napędowego podczas rozpędzania samochodu i
pokonywania wzniesień oraz wykorzystywanie do jazdy nabytej już energii
kinetycznej i ograniczenie hamowania, a więc stosowanie się do zasady: nie
rozpędzać nadmiernie samochodu, aby nie zachodziła konieczność
natychmiastowego hamowania. Na rys 0.4 przedstawiono zależność od prędkości
jazdy: mocy rozporządzalnych zespołu napędowego na poszczególnych biegach,
mocy niezbędnej do ruchu na drodze poziomej oraz charakterystyki mocy
nadwyżkowych. Z charakterystyk tych wynika celowość pokonywania wzniesień na
IV biegu przy prędkościach 50 - 80 km/h, a na III przy 40 – 70 km/h. Jazda z takimi
prędkościami zapewnia niezbędny zapas intensywności chłodzenia silnika oraz
nadmiar mocy zezwalający na ewentualne wyprzedzanie. Potrzeba całkowitego
otwarcia przepustnicy podczas pokonywania wzniesienia z ustaloną prędkością
wskazuje na konieczność zmiany przełożenia, np. z IV biegu na III bieg. Należy
jednak pamiętać, że mniejsze zużycie paliwa, przy każdej prędkości jazdy
samochodem Polski Fiat 126p. uzyskuje się podczas jazdy na biegu wyższym. Np.
podczas jazdy z prędkością 80 km/h na III biegu zużycie paliwa jest blisko 50%
większe niż przy IV biegu. Natomiast podczas pokonywania długich, stromych
wzniesień oraz jazdy po bezdrożach najmniejsze zużycie paliwa uzyskuje się na II
biegu przy prędkości ok. 30 km/h.
5
1. REGULACJA SILNIKA
Każdy kierowca chciałby aby jego pojazd szybko osiągał pożądaną prędkość i
był ekonomiczny. Te cechy są także zgodne z interesem społecznym. Małe zużycie
paliwa nie wymaga komentarza, a dynamika pojazdu – podobnie jak skutecznie
działające hamulce – decyduje o bezpieczeństwie ruchu drogowego. Większa
dynamika to przede wszystkim krótszy czas blokowania drugiego pasa jezdni przez
pojazd wyprzedzający.
Ekonomiczność i dynamika samochodu zależą w dużym stopniu od stanu
technicznego pojazdu jako całości oraz od właściwej regulacji silnika. Silnik
samochodu PF 126p jest bardzo prosty pod względem konstrukcyjnym, łatwa jest
jego regulacja. Dostępność punktów regulacyjnych w silniku jest dobra, zwłaszcza po
odjęciu pokrywy komory silnikowej.
Podstawowa regulacja silnika wykonywana w warunkach statycznych,
obejmuje luzy zaworowe, maksymalny odstęp styków przerywacza aparatu
zapłonowego, odstęp elektrod świec zapłonowych, skrajne położenia pływaka w
gaźniku oraz statyczny kąt wyprzedzenia zapłonu. Oprócz tego, po kilku latach
eksploatacji lub kilkudziesięciu tysiącach kilometrów przebiegu samochodu,
wymiany wymagają dysze paliwowe i powietrzne w gaźniku – ze względu na erozję
dysz paliwowych i korozję dusz powietrznych, gardziel gaźnika i jego rozpylacz
wymagają wypolerowania. Wymiany wymaga także przerywacz aparatu
zapłonowego. Okresowo powinien być wymieniany filtr powietrza wlotowego silnika
(i filtr paliwowy, jeśli został on zainstalowany w układzie paliwowym), a czyszczony
– odśrodkowy filtr oleju oraz spirala skraplacza oleju w układzie przewietrzania
skrzyni korbowej silnika. Liczbowe wartości luzów, odstępów, częstotliwości
wymian, czyszczeń i regulacji nie są tu przytoczone, gdyż są one zawarte w instrukcji
dołączonej do samochodu przez wytwórcę.
Po regulacji luzów zaworowych należy sprawdzić dokładność przylegania
pokrywy rozrządu do uszczelki (oceniając ją na podstawie odcisków mieszczących
się między krawędziami uszczelki) oraz stan fibrowych uszczelek pod nakrętki
dociskowe pokrywy. Niewielkie nawet uszkodzenia wywołują nieszczelności i
przecieki oleju, a próba silniejszego dokręcenia prowadzi do odkształceń pokrywy i
konieczność jej wymiany. W skrajnym przypadku można nawet spowodować
naciśnięcie pokrywą dźwigienek zaworowych obu cylindrów i jednoczesne uchylenie
wszystkich zaworów, co uniemożliwia uruchomienie silnika (na szczęście, gdyż
inaczej nastąpiłoby zniszczenie przylgni zaworów i gniazd zaworowych przez
przepływającą płonącą mieszankę i spaliny).
Przed regulacją odstępów przerywacza styki należy oczyszczać drobnym
papierem ściernym (o ziarnistości 600 – 800 ), a w przypadku wymiany przerywacza
na nowy – przed zamontowaniem doprowadzić od równoległości powierzchnię
styków młoteczka i kowadełka w położeniu zetknięcia oraz wypolerować te
powierzchnie wymienionym papierem ściernym. Po założeniu nowego przerywacza
konieczna jest co najmniej dwukrotna kontrola wartości odstępu (co 500 – 1000 km
6
przebiegu), ze względu na docieranie się powierzchni ślizgu młoteczka do krzywek
wałka napędu przerywacza. Należy pamiętać, ze przed każdym ustawieniu zapłonu
trzeba ustawić odstęp styków (a nie odwrotnie!). Zmniejszenie odstępu między
stykami przerywacza powoduje opóźnienie zapłonu.
Regulacje statycznego kąta zapłonu wygodnie jest wykonywać następująco:
pokręcając wał korbowy w prawo (pociągając za pasek klinowy lub kluczem
nakładanym na kolejne nakrętki koła pasowego prądnicy) ustawić nacięcia na
krawędzi koła pasowego na wale silnika naprzeciw znaku Z na kadłubie silnika – co
wyjaśnia rys. 1.1. Następnie zdjąć końcówki kabli ze świec poluzować nakrętkę
ustalającą położenie aparatu zapłonowego względem kadłuba silnika i obrócić aparat
nieco w prawo (patrząc z góry w kierunku zgodnym z ruchem wskazówek zegara).
Po włączeniu stacyjki poruszać aparatem zapłonowym w lewo aż do chwili
Rys. 1.1. Schemat ustawiania zapłonu
(położenie przy ustawianiu zapłonu): 1 –
kadłub silnika; 2 – koło pasowe; 3 –
pasek klinowy; 4 – wgłębienie na
krawędzi koła pasowego; 5 – występ na
kole pasowym; Z – znak kąta
wyprzedzenia zapłonu; O – znak
położenia odpowiadającemu zwrotowi
zewnętrznemu tłoków silnika.
Rys. 1.2. Regulacja skrajnych położeń pływaka:
1 – pokrywa gaźnika; 2 – uszczelka; 3 – pływak;
4 – ramię pływaka; 5 – ogranicznik górnego
położenia pływaka; 6 – ogranicznik dolnego
położenia; 7 – iglica zaworu; 8 – dopływ paliwa;
A – minimalna odległość pływaka od pokrywy;
B – maksymalna odległość pływaka od
pokrywy.
wystąpienia iskry między końcówką jednego z kabli a masą silnika z odległości ok. 5
– 7 mm. Czynność tę powtarzać kilkakrotnie coraz mniejszymi ruchami, aż do
osiągnięcia takiego stanu, gdy dotknięcie aparatu zapłonowego powoduje przeskok
iskry; wówczas należy dokręcić aparat i wyłączyć stacyjkę – uznając, że zapłon
został ustawiony. Po takiej regulacji należy dokonać kontrolnego rozruchu silnika.
Brak iskry przy ustawianiu zapłonu wskazuje na zanieczyszczone styki przerywacza.
Należy z nich usunąć pozostałe z czyszczenia ziarna ścierniwa, kłaczek oddartego
papieru celowe jest oczyszczenie świec i regulacja odstępu elektrod (którego wartość
proponuje się ustawić równą 0,8 mm).
Regulację gaźnika rozpoczyna się od jego umycia, a po rozebraniu – od
umycia i przedmuchania kanałów i dysz. Przy zdejmowaniu gaźnika wygodnie jest
7
odkręcić od niego pokrywę dźwigni układu ssania, nie odłączając cięgna sterowania,
co uwalnia potem od konieczności regulacji długości tego cięgna. Po rozebraniu
reguluje się skrajne położenie pływaka, posługując się wykonanym poprzednio
kątowniczkiem (pokazanym na rys. 1.2), którego ramiona określają skrajne
odległości pływaka od ściany pokrywy gaźnika. Jeżeli gaźnik jest rozebrany, celowe
jest rozwiercenie dyszy paliwowej o oznaczeniu F5/90 w rurce emulsyjnej układu
ssania – wiertłem o średnicy 1 mm, co znakomicie ułatwia rozruch w niskich
temperaturach.
Po zamontowaniu gaźnika na silniku konieczna jest regulacja biegu jałowego.
Uprzednio jednak należy całkowicie dokręcić wkręt regulacji składu mieszanki i
wstępnie go wykręcić o 2 – 2,5 obrotu. Dopiero po tej czynności można dokonać
regulacji (dostrojenia) gaźnika do pracy silnika na biegu jałowym. Regulację
Rys. 1.3. Zasada regulacji składu mieszanki biegu jałowego: a – schemat gaźnika; b – wpływ
położenia wkrętu regulacyjnego na prędkość obrotową; 1 – gardziel; 2 – rozpylacz; 3 – przepustnica;
4 – wkręt regulacyjny
przeprowadza się na nagrzanym już silniku (np. po kilku kilometrach jazdy próbnej).
Zasady regulacji wyjaśnia wytwórca w instrukcji obsługi samochodu. Należy zdawać
sobie sprawę z tego, że wkręcanie wkrętu regulacji składu mieszanki powoduje jej
zubożenie, a wykręcanie – wzbogacenie prowadzące do wzrostu prędkości
obrotowej. Stabilna praca silnika (bez tzw. „wypadania” zapłonów) przy całkowicie
wkręconym wkręcie regulacji składu oznacza, że paliwowa dysza biegu jałowego jest
niedostatecznie dokręcona. Na rys. 1.3 pokazano schematycznie zasadę regulacji
składu mieszanki na zakresie biegu jałowego silnika oraz zależność prędkości
obrotowej biegu jałowego od położenia wkrętu regulacyjnego. Nadmierne
wykręcenie wkrętu powoduje wzrost zużycia paliwa, a zbytnie wkręcenie –
„wypadanie” suwów pracy aż do braku możliwości pracy silnika na biegu jałowym.
Wyraźnie zaznacza się wpływ regulacji biegu jałowego silnika na zużycie paliwa
podczas pracy przy częściowym otwarciu przepustnicy – nadmiernie wykręcony
wkręt składu mieszanki może spowodować nawet kilkunastoprocentowy wzrost
zużycia paliwa podczas jazdy samochodem z umiarkowanymi prędkościami (60 – 80
km/h). Niewłaściwa regulacja biegu jałowego prowadzi do niepełnego spalania i
8
zwiększonej wartości toksycznego tlenku węgla w spalinach. Dość często zdarza się
gaśnięcie silnika po przymknięciu przepustnicy. Najczęściej przyczyną tego jest
zatkanie paliwowej dyszy biegu jałowego (osadzonej w górnej części gaźnika, nad
wkrętem regulacji składu mieszanki). Należy wówczas dyszę wykręcić i
przedmuchać (lub ewentualnie przetkać drucikiem miedzianym lub sztywnym
włóknem o średnicy nie większej od 0,4 mm). Dopiero po jej zamontowaniu można
doregulować obroty biegu jałowego wkrętem składu mieszanki i położeniem
przepustnicy. Ostateczną ocenę jakości regulacji silnika przeprowadza się wstępnie
Rys. 1.4. Zależność prędkości jazdy i przebytej drogi od czasu podczas rozpędzania samochodu: a –
zależność prędkości od czasu; b – zależność drogi od czasu.
podczas jazdy próbnej, a następnie podczas normalnej eksploatacji. Przed jazdą
próbną należy sprawdzić, czy całkowite wciśnięcie pedału „gazu” powoduje
całkowite otwarcie przepustnicy gaźnika (takie sprawdzenie mogą wykonać dwie
osoby). Jazda próbna, przy dobrze nagrzanym silniku, powinna polegać na próbie
przyśpieszeń od prędkości 50 km/h do 80 km/h na biegu bezpośrednim: samochód
powinien się płynnie rozpędzać bez występowania „dzwonienia” w silniku –
sygnalizującego występowanie spalania stukowego (detonacji). Próbę taką wykonuje
się przy obciążeniu samochodu dwoma osobami. Po osiągnięciu ustalonej prędkości
jazdy równej 50 km/h należy wcisnąć pedał „gazu” do oporu i od tej chwili
rozpocząć pomiar czasu, aż do osiągnięcia prędkości 80 km/h. Pomiar należy
wykonać przy bezwietrznej pogodzie, na prostym i poziomym odcinku drogi o suchej
nawierzchni asfaltowej. Pomiar należy powtórzyć 4-krotnie ( 2 razy w jednym
kierunku i z powrotem). Jeśli średnia arytmetyczna z tych 4 pomiarów osiągnie
wartość 20 – 22 s. to można uznać, że regulacja została przeprowadzona poprawnie.
Na rys. 1.4 przedstawiono zależność prędkości i drogi przebytej podczas rozpędzania
samochodu od czasu – przy użyciu kolejnych biegów skrzyni przekładniowej. Każdy
kierowca powinien zdawać sobie sprawę z możliwości przyśpieszeń swojego
samochodu przed wykonywaniem manewru wyprzedzania innego pojazdu.
Kontrolnego pomiaru zużycia paliwa można dokonać podłączając gaźnik do
naczynia o dobrze znanej objętości (np. 0,5 dm
3
) i mierząc czas opróżnienia naczynia
podczas jazdy z ustaloną prędkością. Pomiar należy powtarzać tak jak pomiary
przyśpieszeń. Ze względu na uproszczony sposób pomiaru (z występowaniem
podczas jego trwania rozruchu silnika i rozpędzania do określonej prędkości), wyniki
należy traktować jedynie jako porównawcze, uzyskiwane przed regulacją i po niej.
Obydwa pomiary powinny być wykonywane w podobnych warunkach
meteorologicznych i przy podobnym stanie cieplnym silnika.
9
2. KONTROLA UKŁADU JEZDNEGO I
NADWOZIA
Od regulacji i stanu technicznego układu jezdnego samochodu zależą jego opory
toczenia, sterowność i stabilność ruchu. Charakterystyczną cechą samochodu Polski
Fiat 126p jest występująca zbieżność kół przednich i tylnych. Od wielkości tych
zbieżności w dużym stopniu zależą opory toczenia samochodu, zużywanie się opon
oraz zużycie paliwa. Przy właściwym ciśnieniu w oponach wstępną ocenę uzyskuje
się przez pomiar tzw. wybiegu samochodu na poziomej drodze o suchej, asfaltowej
nawierzchni – tj. jego drogi swobodnego toczenia, po odłączeniu (wysprzęgleniu)
silnika przy ustalonej uprzednio prędkości jazdy, aż do zupełnego zatrzymania. Dla
samochodu PF 126p o dobrze ustawionych kołach i dobrym stanie technicznym
wybieg z prędkości 50 km/h powinien wynosić nie mniej niż 400 m. Krótszy wybieg
Rys. 2.1. Zależność między prędkością
początkową a drogą wybiegu samochodu.
powinien być sygnałem do kontroli hamulców, łożysk kół i ustawienia kół jezdnych
w samochodu. Na rys. 2.1 przedstawiono zależność drogi wybiegu samochodu PF
126p od początkowej prędkości jazdy (przed wysprzęgleniem silnika). Znając tę
zależność można wykorzystać drogę wybiegu podczas dojazdu do znaków
drogowych, skrzyżowań dróg czy innych widocznych przeszkód na drodze. Zwiększy
to bezpieczeństwo jazdy i wpłynie na zmniejszenie zużycia paliwa.
Wstępnej oceny, czy koła jezdne nie obracają się ze zbyt dużymi oporami,
można dokonać po dłuższej jeździe i zatrzymaniu się z krótkotrwałym użyciu
hamulca w końcowej fazie dobiegu – przez sprawdzenie (dłonią) stanu cieplnego
bębnów hamulcowych i piast kół jezdnych. Wyraźnie odczuwane ciepło (w skrajnym
przypadku oparzenie) wskazuje na nadmierne tarcie, a więc potrzebę regulacji.
Podobnie można ocenić poprawność ustawienia kół jezdnych – przez ocenę stanu
cieplnego bieżników opon. Oceny tej można dokonać w warunkach dodatnich
temperatur otoczenia, przy właściwym ciśnieniu w oponach (mierzonym przed
jazdą). Zauważona wyższa temperatura opony (lub pary opon) powinna być bodźcem
do kontroli ustawienia kół jezdnych. Wyniki tej wstępnej oceny można uściślić
jeszcze we własnym zakresie – po to, aby móc ustalić potrzebę udania się do stacji
10
obsługi w celu przeprowadzenia regulacji. Do samodzielnego przeprowadzenia
kontroli ustawienia kół potrzebny jest prostoliniowy odcinek sztywnej listwy lub
metalowego kształtownika (kątownika, ceownika lub teownika) o długości nie
krótszej od 230 cm. Ze względu na to że rozstaw przednich kół samochody PF 126p
jest mniejszy o 61 mm od rozstawu kół tylnych, do jednego końca listwy należy
przymocować klocek o grubości 30 mm. Tak przygotowany przyrząd należy
przystawić do kół jezdnych na wysokości osi kół (rys. 2.2). Obrzeża obręczy
przednich kół powinny być jednakowo odległe (z dokładnością
±
1 mm) od listwy w
przedniej części koła i jego części tylnej, natomiast obrzeża obręczy tylnych kół
powinny być bardziej odległe od listwy w przedniej części niż tylnej o 1 – 2 mm
(wytwórca zaleca 2,5 – 4,5 mm). Większa zbieżność tylnych kół zwiększa stabilność
prowadzenia samochodu, lecz powoduje także większe opory toczenia oraz zużycie
bieżników opon. Przy symetrycznym ustawieniu kół przednich „na wprost” koła
Rys. 2.3. Osadzenie uszczelek w kanale nadwoziowym wlotu
powietrza: 1 – kratka ozdobna; 2 – tunel; 3,3’ – blacha nadwozia;
4 – uszczelka.
Rys. 2.2. Zasada kontroli poprawności ustawiania kół jezdnych:
1 – koło przednie; 2 – koło tylne; 3 – opona; 4 – obręcz koła; 5 –
listwa; 6 – klocek dystansujący
tylne powinny być także ustawione symetrycznie. Brak symetrii w ustawieniu
zbieżności kół zmusza do przeprowadzenia regulacji, najlepiej w specjalistycznej
stacji obsługi.
Celowe jest sprawdzenie osadzenia podkładek z gąbczastego tworzywa,
uszczelniających krawędzie tuneli ozdobnych kratek wlotowych względem
wewnętrznych blach nadwozia. Często podkładki te przesłaniają część przekroju
kanału przepływowego, ograniczając przepływ powietrza do wentylatora
chłodzącego i zwiększając jego pobór mocy. Zauważone usterki należy usunąć –
przyklejając podkładki do blach, układając je wzdłuż krawędzi otworu ( rys 2.3 na
którym pokazano poprawne i niepoprawne umiejscowienie podkładki).
Przy okazji należy zwrócić uwagę na niecelowość stosowania plastykowych
wkładek obejmujących reflektory samochodu, gdyż zmniejszają one efektywność
wentylacji wnętrza samochodu.
11
3.MOŻLIWOŚCI MODYFIKACJI NADWOZIA
Nadwozie każdego samochodu jest użytkownikowi niejako „zadane”, ale
umożliwia pewne modyfikacje polegające na dodawaniu elementów zmieniających
aerodynamiczne właściwości sylwetki samochodu. Chodzi nie tylko o zmniejszenie
oporu aerodynamicznego w ogóle, ale o ograniczenia jego wartości podczas jazdy
przy występowaniu wiatru bocznego oraz zwiększenie stabilności ruchu pojazdu
(przy nagłym porywie wiatru, czy wjechaniu w strefę wiatru – np. przy wyjeździe z
lasu lub wyprzedzaniu dużego samochodu ciężarowego).
Jednym ze sposobów jest dodawanie odchylaczy strumienia powietrza – tzw.
spoilerów. Na rys. 3.1 pokazano opływ sylwetki samochodu z zastosowanymi
spoilerami (i bez nich) przy występowaniu wiatru bocznego. Spoilery powodują
Rys. 3.1. Opływ nadwozia samochodu osobowego: a –
opływ przy nieruchomym powietrzu; b – opływ sylwetki
przy wietrze bocznym; c – opływ sylwetki z przednim
odchylaczem przy wietrze bocznym; 1 – sylwetka
samochodu; 2 – odchylacz; 3 – strefa zawirowywania.
Ponadto zwiększenie nacisku na osie kół (przednich lub tylnych – w zależności od
tego w jakiej części są one zainstalowane). Zwłaszcza przedni odchylacz
zdecydowanie poprawia stabilność ruchu samochodu przy bocznym wietrze, nawet
porywistym – powoduje on aerodynamiczne dociążenie osi kół jezdnych samochodu,
a siła dociążająca jest praktycznie stała przy ustalonej prędkości jazdy (w odróżnieniu
od sił bezwładności działających na samochód i jego bagaż – które są zmienne
12
podczas jazdy po nierównościach nawierzchni i w skrajnym przypadku mogą
doprowadzić do chwilowej utraty kontaktu kół jezdnych z nawierzchnią – a więc i
chwilowej utraty sterowności samochodu). Zastosowanie spoilera przedniego w
samochodzie PF 126p daje ponadto korzystny efekt nie zachlapywania przednich
szyb podczas przejeżdżania przez kałuże wody i błota. Odchylacz o szerokości
zaledwie 70 – 80 mm, zmniejsza opór aerodynamiczny samochodu o ok. 4 – 5 %. Na
rys. 3.2 pokazano schemat umiejscowienia przedniego spoilera w samochodzie PF
126p. Ostateczny kształt w strefie łączenia z blachą nadwozia najlepiej ustalić po
wycięciu dopasowanego indywidualnie szablonu z cienkiej tektury i przeniesieniu
uzyskanego obrysu na blachę aluminiową lub stalową o grubości 0,8 – 1,2 mm.
Połączenie z blachą nadwozia proponuje się wykonywać za pomocą 6 śrub stalowych
z nakrętkami o gwincie M5 lub M6. W ostatnich latach niemal wszystkie nowe
samochody osobowe są wyposażone w spoilery. Szczególnie wyraźny postęp można
zaobserwować w modyfikacji sylwetki samochodów osobowych Škoda.
Rys. 3.2. Schemat usytuowania przedniego
odchylacza: 1 – blacha nadwozia; 2 –
odchylacz; 3 – śruba.
Rys. 3.3. Osłona rynienki
przedniego
słupka
nadwozia samochodu: 1 –
słupek; 2 – szyba przednia;
3 – uszczelka gumowa
szyby; 4 – rynienka; 5 –
osłona rynienki.
Badania aerodynamiczne kompletnych samochodów (a nie ich zmniejszonych
modeli) w tunelach aerodynamicznych pozwoliły ustalić znaczny wpływ wystających
rynienek przednich słupków nadwozia samochodu na jego opór aerodynamiczny. Na
podstawie publikowanych wyników badań różnych nadwozi można wnioskować, że
samochodzie PF 126p opór pochodzący od rynienek stanowi co najmniej 5 %
całkowitego oporu aerodynamicznego samochodu. Dlatego proponuje się
użytkownikowi obudowanie rynienek (w sensie aerodynamicznym) folią z
półsztywnego tworzywa sztucznego – np. błony fotograficznej wsuniętej jedną
krawędzią pod uszczelkę przedniej szyby, a drugą w kanał rynienki – tak, aby
powierzchnia folii nieco wystawała nad krawędź rynienki (rys 3.3). Skutek
zainstalowania takiej osłony zauważy użytkownik po uchyleniu okna podczas jazdy
13
(w porównaniu z efektami dźwiękowymi występującymi przy braku takiej osłony).
Właściwości aerodynamiczne i cechy konstrukcyjne samochodu PF 126p
można wykorzystać do poprawy wentylacji wnętrza samochodu, niewystarczającej
latem przy czterech podróżujących osobach. Tylna część nadwozia tego samochodu
ma podwójne ściany, co licencjodawca w pierwotnej postaci samochodu
wykorzystywał do intensyfikacji wentylacji wnętrza przez odsysanie powietrza ze
strefy tylnej szyby do szczelin między ścianą boczną nadwozia a tylną częścią drzwi,
przez otwory w środkowych słupkach. W samochodzie PF 126p można powrócić do
poprzedniej konstrukcji wykonując w obu słupkach nadwozia po 2 – 3 otwory o
średnicy 10 – 12 mm tuż pod zaczepem zamka drzwiowego. Na rys 3.4 pokazano
drogę przepływu powietrza z wnętrza samochodu do atmosfery oraz miejsce
Rys. 3.4. Wentylacja wnętrza samochodu PF 126p: a –
droga przepływu powietrza; b – miejsce wykonywania
otworów; 1 – zewnętrzna powłoka nadwozia; 2 –
wewnętrzna powłoka; 3 – tylna szyba; 4 – słupek
nadwozia; 5 – drzwi; 6 – zaczep zamka; 7 – otwory
wentylacyjne.
wykonania otworów. Odsysanie z wnętrza samochodu zapobiega pokrywaniu tylnej
szyby podczas jazdy rosą lub szronem, bez potrzeby korzystania z jej ogrzewania
elektrycznego. Przy bardzo silnych mrozach można ograniczyć intensywność
wymiany powietrza we wnętrzu samochodu przez zasłonięcie pewnej liczby
wykonanych otworów ( np. przylepcem czy taśmą samoklejącą). Wymiana powietrza
we wnętrzu samochodu zachodzi tylko podczas ruchu powietrza względem
samochodu, a więc podczas jazdy lub postoju podczas wiatru (przy czym kierunek
wiatru nie ma istotnego znaczenia, gdyż otwory wykonuje się po obu stronach
nadwozia).
Nadwozie samochodu PF 126p daje duże możliwości zwiększenia mocy
użytecznej silnika i zmniejszenia zużycia paliwa. Rezerwy te można wykorzystać do
zmniejszania poboru mocy dmuchawy chłodzącej silnik – przez zmniejszenia oporów
przepływu (spadku ciśnienia przepływającego powietrza) nadwoziowych kanałów
dolotowych. Na rys. 3.5 przedstawiono schematycznie lewą część kanału
14
przepływowego w nadwoziu samochodu PF 126p. Pod względem przepływowym
obecna konstrukcja ma szereg istotnych błędów między ścianami 2 i 3 znajduje się
tunel ozdobnego wlotu z niefortunnie ukształtowanymi grubymi żebrami kraty
wlotowej, a krawędź tunelu dociska uszczelkę (przesłaniając znacznie czynne pole
przepływu) z gąbki do krawędzi otworu w wewnętrznej ścianie 3, stanowiącej kryzę
(przeszkodę przepływową) na drodze przepływu powietrza do dmuchawy. Ostre
krawędzie rury dolotowej 5 powodują odrywanie strumienia powietrza (i są
dodatkowym źródłem hałasu) przy zmianie kierunku strumienia o 90º. Dlatego
proponuje się inne, zgodniejsze z prawami aerodynamiki ukształtowanie żeber kraty
wlotowej, usunięcie uszczelki 9, ponacinanie i odgięcie krawędzi otworu w
wewnętrznej ścianie 3 w kierunku przepływu (tj. do wnętrza nadwozia) oraz
ukształtowanie z warstwy plasteliny lub autokitu 7 krzywoliniowego wlotu do rury 5
– zgodnie z wymiarami i kształtami zaznaczonymi na rys. 3.5. Wlot z plasteliny
należy kształtować ręcznie, nakładając plastelinę na uprzednio starannie oczyszczone
z kurzu powierzchnie blach, wykorzystując dostęp przez otwór wlotowy do kanału z
lewej strony nadwozia. Najistotniejsze jest zaokrąglenie wlotu, kształt linii
Rys. 3.5. Modyfikacje nadwoziowej części dolotu powietrza do dmuchawy: 1 – wlot ozdobny; 2 –
zewnętrzna ściana nadwozia; 3 – ściana wewnętrzna; 4 – ściana półki podokiennej; 5 – rura dolotowa
nadwozia; 6 – rura elastyczna; 7 – warstwa plasteliny; 8 – styropian lub gąbka; 9 – gąbka; 10 – ściana
kanału przepływowego
zaokrąglenia ma już mniejsze znaczenie. Użytkownicy posiadający warsztatowe
możliwości wykonawstwa mogą usunąć wspawaną rurę 5, powiększyć powstały po
niej otwór i wpawać lub przykręcić kilkoma śrubami, odcinek rury 5 o kielichowatym
kształcie wlotu. Proponowane zmiany zmniejszają opory przepływu do dmuchawy o
blisko 40 %, co zmniejsza jej pobór mocy o ok. 1 kW w zakresie maksymalnej
prędkości obrotowej silnika (a więc zwiększa o tyle samo moc użyteczną silnika, a
przy ustalonym poborze mocy zmniejsza zużycie paliwa). Modyfikacje dają większe
możliwości chłodzenia silnika (ze względu na nieco większą gęstość powietrza
doprowadzanego do dmuchawy) ale w każdym przypadku jego intensywność jest
sterowana przez termostat.
15
Dla ograniczenia hałasu we wnętrzu samochodu celowe jest wciśnięcie kostek
8 z gąbki lub styropianu między ściany 2 i 3 nadwozia wokół ścian tunelu wlotu
ozdobnego 1 oraz wciśnięcie plasteliny lub autokitu w szczeliny technologiczne
między blachą półki podokiennej i ściany nadwozia.
Przestrzega się użytkowników przed instalowaniem na wlotach nadwoziowych
skrzelowych osłon, do których powietrze jest pobierane z kierunku jazdy samochodu
wąską szczeliną. Zainstalowanie takich wlotów powoduje wzrost oporów przepływu
o blisko 30 % w stosunku do oporów układu standardowego, a więc wzrost mocy
niezbędnej do napędu dmuchawy i większe zużycie paliwa.
Poprawne modyfikacje nadwoziowej części układu dolotowego dmuchawy
powodują intensyfikację chłodzenia oleju, obniżając jego temperaturę o blisko 10 K,
co ma istotne znaczenie w warunkach jazdy samochodem w pełni obciążonego przy
wysokich temperaturach otoczenia. Należy tu zwrócić uwagę na to, że olej w
samochodzie PF 126p może osiągać latem temperatury zbyt wysokie, a zimą zbyt
niskie.
W warunkach nawet krótkotrwałego parkowania samochodu silniki chłodzone
powietrzem bardzo szybko stygną. Powoduje to, że w okresie ich nagrzewania do
temperatury znamionowej pracują one przy zwiększonym zużyciu paliwa. Dlatego
Rys. 3.6. Cieplna i dźwiękowa izolacja komory silnikowej:
1 – ściana komory silnikowej; 2 – silnik; 3 – pokrywa
komory silnikowej; 4 – warstwa izolacyjna; 5 – folia
aluminiowa; 6 – miska olejowa; 7 – owiewka; 8 – pokrywa
połączenia kanału przepływowego; 9 – materiał izolacyjny.
celowe jest zapewnienie odpowiedniej izolacji cieplnej ścian ograniczających komorę
silnikową samochodu. Na rys. 3.6 wskazano miejsca, w których można nakleić
warstwę gąbki (o grubości 5 – 10 mm, za pomocą kleju typu butapren) na
wewnętrzne powierzchnie komory silnikowej i pokrywy tej komory. Przyklejeni
gąbki do powierzchni blach wydajnie utrudnia przenikanie hałasu silnika na zewnątrz
samochodu i do jego wnętrza. Naklejenie na zewnętrzną powierzchnię gąbki
dodatkowo folii aluminiowej wyklucza możliwość nasiąkania gąbki wodą, paliwem
czy olejem. Na okres zimy celowe jest także ograniczenie przepływu powietrza przez
komorę silnikową przez stosowanie zasłony szczelin wylotowych na pokrywie
komory. Jest to wskazane już przy temperaturach niższych od +10...15ºC.
Wszelkiego rodzaju modne „daszki” instalowane na pokrywach intensyfikują
przepływ powietrza, a więc chłodzenie silnika. Na okres zimy (i mrozów) można
ograniczyć przepływ powietrza przez kanały w dolnej części miski olejowej przez
zatkanie otworu nadmuchowego z wentylatora np. kostką styropianu (rys. 3.6). Dla
osadzenia takiej kostki konieczne jest odkręcenie dwóch śrub mocujących osłonę 8
kanału, a po wciśnięciu kostki – nałożenie osłony i jej przykręcenie. Nawet zimą nie
zaleca się rozgrzewania silnika na postoju – z chwilą osiągnięcia stabilności pracy
silnika (za pomocą tzw. ssania) należy niezwłocznie włączać pojazd do ruchu. Pod
obciążeniem silnik nagrzewa się szybciej, co umożliwia wcześniejsze wyłączenie
ssania i ekonomiczniejszą pracę już nagrzanego silnika.
16
4. MOŻLIWOŚCI MODYFIKACJI SILNIKA
Silnik samochodu Polski Fiat 126p ma znaczne rezerwy w zakresie osiąganej
mocy, momentu obrotowego i jednostkowego zużycia paliwa. Od początku swego
istnienia przeszedł on już u licencjodawcy szereg modyfikacji zmierzających do
uzyskiwania większych mocy (głównie przez zwiększenie pojemności skokowej
cylindrów) przy możliwie małych zmianach konstrukcyjnych i technologicznych w
zautomatyzowanej produkcji. Ostateczna forma konstrukcyjna jest więc
kompromisem uzyskiwanych cech użytkowych i kosztów wytwarzania. Silnik ma
także szereg rozwiązań konstrukcyjnych uważanych współcześnie za błędne –
dotyczy to głównie napełniania cylindrów mieszanką.
Rys. 4.1.Schemat układu dolotowego silnika gaźnikowego oraz rozkład prędkości C i ciśnienia p przy
ustalonej prędkości obrotowej silnika dal dwóch stopni
ϕ
otwarcia przepustnicy: 1 – wlot; 2 –
obudowa filtru; 3 – filtr; 4 – gardziel gaźnika; 5 – przepustnica; 6 – kanał dolotowy; 7 – zawór; 8 –
cylinder; 9 – tłok.
Na rys 4.1 pokazano schemat kompletnego układu dolotowego silnika
gaźnikowego z rozkładem prędkości przepływu i ciśnienia wzdłuż kanału
przepływowego, o wartościach średnich dla zakresu maksymalnej prędkości
obrotowej silnika (a różnych mocach, zależnych od stopnia otwarcia przepustnicy). Z
wykresów wynika, że największym źródłem oporów może być przymknięta
przepustnica (element układu sterowania silnikiem). Przy jej pełnym otwarciu (
ϕ
=0)
źródłami oporów są głównie: zawór dolotowy silnika, gardziel gaźnika, wlot filtru i
17
sam filtr. Są to obszary układu dolotowego, w których występują największe
prędkości przepływu. Mając na względzie, że straty przepływu są proporcjonalne do
kwadratu prędkości – można stwierdzić, że nawet niewielkie zmiany pól przekrojów
znacznie wpływają na straty przepływu. Opory przepływu zależą także od
ukształtowania ścian kanału, a zwłaszcza od wszelkiego rodzaju uskoków w miejscu
połączeń odcinków kanału (gaźnik – kolektor dolotowy czy kanał dolotowy –
gaźnik). Dodatkowym źródłem oporów może być zanieczyszczony, zawilgocony lub
nasączony olejem papierowy wkład filtru.
W silnikach PF 126p, ze względu na jego charakterystyką budowę, można
Rys. 4.2. Schemat
konstrukcji
i
proponowanej
modyfikacji układu
dolotowego silnika: 1
– obudowa filtru; 2 –
wlot standardowy; 3 –
kryza; 4 – wkład
filtracyjny; 5 –
pokrywa filtru; 6,6’ –
końcówka
przewietrzania skrzyni
korbowej silnika; 7 –
korek; 8 – wirnik
dmuchawy; 9 –
kolanko
wylotowe
filtru; 10 – tzw. tłumik
szmerów ssania; 11 –
kolanko
wlotowe
gaźnika; S – wariant
standardowy; M –
wariant
zmodyfikowany.
również wprowadzić pewne modyfikacje w układzie dolotowym – o istotnym
wpływie na napełnianie silnika, na docinku od dmuchawy do filtru powietrza
wlotowego. Modyfikacje te pozwalają na wykorzystanie ciśnienia wytwarzanego
przez dmuchawę powietrza chłodzącego. Konstrukcja silnika umożliwia
wprowadzenie kilku wariantów modyfikacji sposobu doprowadzania powietrza do
obudowy filtru powietrza. Proponuje się sposób najłatwiejszy – odcięcie
standardowego wlotu wraz z odcinkiem kanału i pozostawienie tylko części
stanowiącej teraz kolanko wlotowe. Nie zakłóca to przepływu powietrza chłodzącego
w kierunku głowicy silnika, a usunięcie wlotu standardowego z kryzą powoduje, że
przepływowi nie towarzyszy charakterystyczny gwizd. Wprowadzenie proponowanej
modyfikacji powoduje dwukrotne zmniejszenie oporów przepływu kompletnego
układu dolotowego na drodze do gaźnika, w stosunku do konstrukcji standardowej,
18
wpływając korzystnie na napełnianie i sprawność silnika. Rys. 4.2 wyjaśnia zasadę
budowy układu dolotowego i proponowanej modyfikacji. Do wykonania modyfikacji
przez użytkownika konieczne jest zdemontowanie z silnika (bez wyjmowania silnika
z samochodu) górnej, blaszanej pokrywy wentylatora wraz z obudową 1 filtru
powietrza, i po obcięciu dolotu standardowego 2 – ponowne zamontowanie pokrywy.
Przy okazji można wprowadzić jeszcze jedną modyfikację polegającą na
zmianie miejsca podłączenia przewodu elastycznego przewietrzania skrzyni
korbowej silnika. Obecne miejsce jest dobrane niekorzystnie, gdyż po dłuższym
okresie eksploatacji samochodu powoduje nasiąkanie wkładu filtracyjnego olejem, co
prowadzi do zwiększenia oporów przepływu i zmniejszenia sprawności silnika.
Dlatego proponuje się wykonanie i zainstalowanie nowej końcówki 6’ w tłumiku
szmerów ssania 10 (wg. Rys 4.2) po uprzednim rozłączeniu obu połówek tłumika i
usunięciu z jego wnętrza włókniny. Końcówkę 6’ dobrze jest wkręcić na gwint do
ściany tłumika (po uprzednim posmarowaniem np. klejem Distal; a obie połówki
tłumika można połączyć także za pomocą wymienionego kleju).
Rys. 4.3. Kanał przepływowy
gaźnika: 1 – kadłub gaźnika; 2 –
pokrywa; 3 – uszczelka; 4 –
gardziel; 5 – rozpylacz; S –
konstrukcja standardowa; K –
konstrukcja skorygowana.
Możliwe i celowe są również modyfikacje gaźnika. Proponowane tu
modyfikacje mają na celu zmniejszenie oporów przepływu – co umożliwia
zwiększenie napełniania silnika (a więc wzrost momentu obrotowego) albo lepsze
rozdrobnienie paliwa i stworzenie warunków do jego odparowania – co prowadzi do
zmniejszenia zużycia paliwa. Gaźniki samochodowe, ich kadłuby, pokrywy i
rozpylacze są wykonywane jako precyzyjne odlewy ze stopu aluminiowo-
cynkowego. Tylko niektóre elementy kanału przepływowego podlegają obróbce
mechanicznej, zwykle w obszarze przepustnic i połączeń z rozpylaczami.
Powierzchnie o najistotniejszym znaczeniu przepływowym – gardziele i rozpylacze
emulsji paliwowo-powietrznej (tj. części, w których występują największe prędkości
przepływu) mają powierzchnie nie obrabiane mechanicznie: często w przekrojach
minimalnych pozostają występy poodlewnicze, które mają duży wpływ na opory
powietrza oraz jakość i rozdział mieszanki do cylindrów silnika.
Zawsze jest celowe usunięcie z gaźnika wszelkiego rodzaju uskoków i
występów poodlewniczych (wynikających z podziału metalowych form, w których są
19
wykonywane odlewy), wystających krawędzi uszczelek na połączeniach,
przemieszczeń otworów i kanałów, a zwłaszcza usunięcie występów poodlewniczych
w przekroju minimalnym gardzieli i rozpylaczy. Na rys. 4.3 pokazano (w sposób
przesadny) występy i uskoki w gaźniku silnika samochodu PF 126p wraz z
propozycjami korekt kształtu rozpylacza i gardzieli. Po wykonaniu takich korekt
kształtu (za pomocą trójkątnego skrobaka lub wąskiego ostrza scyzoryka czy
półokrągłego pilnika) celowe jest wygładzenia płótnem ściernym i wypolerowanie
ścian kanału przepływowego gaźnika (z wyjątkiem części kanału, w której znajduje
się przepustnica). Polerowanie ma znaczenie eksploatacyjne: w niewielkim stopniu
wpływa bezpośrednio na zmniejszenie oporów przepływu, natomiast znacznie
wydłuża czas pracy, po którym pojawi się na powierzchniach chropowatość
wynikająca z korozji i osadzania pyłu z przepływającego powietrza, zanieczyszczeń
chemicznych z powietrza i agresywnych chemicznie składników spalin z układu
przewietrzania skrzyni korbowej silnika. Pokazane na rys. 4.3 fragmenty części
Rys.
4.4.
Wpływ
zawirowania strumienia
powietrza w gaźniku na
ruch kropli paliwa: a –
schemat gaźnika; b – tory
kropel; c – stopień
odparowania paliwa;; 1 –
bez zawirowania; 2 – z
zawirowaniem strumienia
powietrza; C – prędkość
powietrza; C
p
– prędkość
kropli paliwa; W –
prędkość względna; r –
odległość od osi symetrii
kanału
gaźnika oznaczono literą S w wykonaniu standardowym, a literą K – po
skorygowaniu kształtu. Należy zwrócić uwagę na celowość skrócenia części
wlotowej rozpylacza emulsji paliwowo-powietrznej.
Ze względu na jakość mieszanki wytwarzanej w gaźniku, ocenianej na
podstawie stopnia jej odparowania, dobre wyniki – z punktu widzenia zużycia paliwa
uzyskuje się przez wprowadzenie w ruch wirowy strumienia powietrza
przepływającego przez gaźnik. Zawirowanie powietrza przepływającego przez
gaźnik ma na celu zwiększenie względnych prędkości strumienia powietrza i kropel
paliwa (co wyjaśniają położenia i wartości wektorów prędkości kropli paliwa C
p
,
prędkości strumienia powietrza C oraz wektorów względnych prędkości na rys. 4.4).
Jak wynika z wykresów (zbudowanych na podstawie obliczeń numerycznych z
wykorzystaniem danych eksperymentalnych), wydłużenie względnej drogi kropli
20
przy zawirowaniu jest znaczne; badania przepływowe w warunkach prędkości
ustalonych wykazują 2 – 4 % przyrost stopnia odparowania paliwa. Z wykresów
wynika jeszcze jeden wniosek: celowe jest wydłużenie drogi przepływu mieszanki
(na drodze od gaźnika do zaworów silnika) przez stosowanie pod gaźnik podstawek
wyższych niż standardowe. Na rys. 4.5 pokazano zawirowywacz (wraz z rysunkiem
wykonawczym) i miejsce jego zamontowania w kanale dolotowym gaźnika. Po
wciśnięciu wystających łapek zawirowywacza w wykonane uprzednio (np. nożem)
nacięcia w ściankach kolanka wlotowego, łapki należy zagiąć zgodnie z rysunkiem, a
następnie wcisnąć na końcówkę kolanka złączkę gumową, opinającą i uszczelniającą
połączenie tłumika szmerów ssania z kolankiem. Najlepsze efekty uzyskuje się przy
jednoczesnym zawirowaniu strumienia powietrza wlotowego i zwiększeniu
minimalnej średnicy gardzieli gaźnika (przy zachowaniu jej zarysu zbieżno-
rozbieżnego) o 0,5 mm – tj. do wymiaru 23,5 mm, bez zmiany dysz paliwowych,
powietrznych i nastaw gaźnika.
Rys. 4.5. Zawirowywacz
i jego mocowanie w
kolanku wlotowym: 1 –
zawirowywacz; 2 –
kolanko wlotowe; 1’,1” –
części
składowe
zawirowywacza
Wymagania eksploatacyjne narzucają potrzebę dobrych przyśpieszeń i
elastycznego przejścia od zakresu biegu jałowego silnika do jego pełnego obciążenia
przy małych i średnich prędkościach obrotowych. Nie można również przekroczyć
zawartości składników toksycznych (tlenku węgla, nie spalonych węglowodorów i
tlenków azotu) w spalinach w stosunku do ilości określonych odpowiednimi
normami. Proponowane modyfikacje zapewniają spełnienie powyższych wymagań.
Już z rys. 0.1 wynika, że pobór mocy silnika podczas jazdy z umiarkowanymi
prędkościami jest bardzo niewielki. W samochodzie PF 126p moc niezbędna do
jazdy, na drodze poziomej i dobrej nawierzchni, przy bezwietrznej pogodzie, z
prędkością 60 km/h – nie przekracza 30% mocy jaką silnik mógłby osiągnąć przy
całkowitym otwarciu przepustnicy. Oznacza to, że w tych warunkach silnik pracuje
przy niewielkim stopniu uchylenia przepustnicy, a więc i znacznym udziale systemu
biegu jałowego w zasilaniu silnika mieszanką i jego wpływie na zużycie paliwa. Stąd
21
wynika wniosek o wpływie regulacji składu mieszanki na biegu jałowym na
eksploatacyjne zużycie paliwa samochodu. W ostatnich latach pojawiło się dużo
pomysłów, których wykorzystanie ogranicza zużycie paliwa w zakresach obciążeń
silnika przy małych stopniach uchylenia przepustnicy gaźnika, aż do sterowanych
automatycznie zaworów odcinających dopływ paliwa z dysz paliwowych biegu
jałowego w warunkach hamowania silnikiem czy przy częściowym otwarciu
przepustnicy. Jest także pewna liczba sposobów łatwiejszych do realizacji
technicznej. Dwa z nich pokazano na rys. 4.6.
Obydwa sposoby wymagają wprowadzenia korekty konstrukcji przepustnicy:
zmiany kształtu krawędzi przepustnicy w obszarze otworów rozpylaczy emulsji
paliwowo-powietrznej układu biegu jałowego (wg zespołu WAT) lub wykonania
otworu w tym obszarze przepustnicy (wg. Zdzisława Bala). Obydwa sposoby mają na
celu uporządkowanie i ukierunkowanie strumienia powietrza w bezpośredniej
Rys. 4.6. Korygowanie przepustnic gaźnika: 1 – kadłub gaźnika; 2 – rozpylacz emulsji układu biegu
jałowego; 3 – rozpylacz o regulowanej ilości mieszanki; 4 – wkręt regulacyjny; 5 – przepustnica; S –
konstrukcja standardowa; K – skorygowana wg. WAT; B – skorygowana wg. Z. Bala.
bliskości otworów rozpylaczy, co sprzyja lepszemu rozdrobnieniu kropel paliwa i
jego odparowaniu, a więc lepszemu przygotowaniu mieszanki.
W zakresie większych obciążeń silników, a więc i przy znacznym otwarciu
przepustnicy, zużycie paliwa w dużym stopniu zależy od jakości mieszanki
przygotowanej w gaźniku, a przede wszystkim od stopnia rozdrobnienia kropel
paliwa. Tylko paliwo rozdrobnione na dostatecznie małe krople zdąży odparować do
chwili zapłonu i ulec całkowitemu spaleniu w cylindrach silnika. O wpływie
zawirowania strumienia powietrza przepływającego przez gaźnik na intensywność
parowania kropel paliwa już wspomniano. Obecnie zwraca się uwagę na celowość
22
(możliwość konstrukcyjną) intensyfikacji rozdrabniania paliwa w gaźnikach. Na rys.
4.7 pokazano trzy wybrane sposoby (ze względu na łatwość ich realizacji)
zwiększenia stopnia rozdrobnienia paliwa wypływającego z rozpylaczy gaźników.
Pierwszy sposób, opracowany przez Z. Bala, polega na zastosowaniu
pneumatycznego rozdrabniacza kropel paliwa, którego działanie jest zbliżone do
„fryzjerskiego” rozpylacza. Otwór, wykonany u wylotu kanału doprowadzającego
emulsję paliwowo-powietrzną z komory (rurką emulsyjną) do rozpylacza, powoduje
intensywny dopływ strumienia powietrza skierowanego poprzecznie do kierunku
wypływu emulsji, działając rozdrabniająco na krople paliwa w tej emulsji i
zwiększając sumaryczne odparowanie paliwa w gaźniku, a zwłaszcza w górnym
zakresie natężeń przepływu (dużych mocy silnika). Drugi sposób, opracowany przez
zespół WAT, polega na umieszczeniu uderzeniowego rozdrabniacza kropel paliwa w
postaci kołka zainstalowanego poprzecznie w wylotowej strefie rozpylacza emulsji
paliwowo-powietrznej gaźnika. Podobną konstrukcję rozpylaczy gaźników (i
przelotu) zastosowano w samochodach Łada 1300S, charakteryzujących się dobrymi
przyśpieszeniami i niskim zużyciem paliwa. Kołek 2 rozdrabniacza może być
wykonany z miękkiego drutu stalowego ø 1mm (np. spawalniczego) roznitowanego
obustronnie w sfazowanych otworach wykonanych w ściance rozpylacza.
Rys. 4.7. Propozycje
modyfikacji rozpylaczy
gaźników:
a
–
rozdrabniacz
pneumatyczny (wg. Z.
Bala); b – rozdrabniacz
mechaniczny
(wg.
WAT);
c – rozdrabniacz
pneumatyczny
(wg.
WAT).
Zastosowanie rozdrabniacza powoduje kilkuprocentowy wzrost stopnia odparowania
paliwa w gaźniku – przede wszystkim w dolnym zakresie natężeń przepływu (małych
mocy silnika), co korzystnie wpływa na zużycie paliwa podczas jazdy z
umiarkowanymi prędkościami i przy jeździe miejskiej. Trzeci sposób, opracowany
również przez zespół WAT, polega na pneumatycznym rozdrabnianiu kropel paliwa
zawartych w emulsji paliwowo-powietrznej w obszarze wylotu z rozpylacza. W tej
części rozpylacza wykonuje się kilka otworów w ścianie rozpylacza. Podciśnienie w
kanale rozpylacza, wywołane przepływem przez gardziel gaźnika, powoduje także
zasysanie powietrza z pierścieniowego kanału gaźnika do wnętrza rozpylacza.
Zasysane strumyki powietrza - przecinając poprzecznie strumień emulsji paliwowo-
powietrznej – wzmagają rozdrabnianie kropel paliwa i mieszanie powietrza z parami
paliwa, co wpływa pozytywnie na jakość wytwarzanej mieszanki. Badania
przepływowe wykazały tu również kilkuprocentowy wzrost stopnia odparowania
paliwa w gaźniku.
Należy zwrócić uwagę na konieczność przestrzegania proponowanych na
rysunku wymiarów średnic otworów i kołka oraz płaszczyzn ich rozmieszczenia,
23
gdyż przy mniejszych wymiarach nie uzyska się oczekiwanego zmniejszenia zużycia
paliwa, a zbyt duże wymiary mogą pogorszyć zdolność pojazdu do przyśpieszeń i
pokonywania wzniesień.
Przedstawione propozycje modyfikacji konstrukcji gaźników nie wyczerpują
oczywiście możliwości ich udoskonaleń. Sposoby podane na rys. 4.7 mogą być
stosowane pojedyńczo lub wspólnie – w zestawach „a + b” lub „a + c”; użytkownik
może się spodziewać zmniejszenia zużycia paliwa w granicach 5 – 10% przy
zachowaniu warunków i techniki jazdy jak przed wprowadzeniem modyfikacji.
W odróżnieniu od innych silników samochodowych produkowanych w kraju,
układ dolotowy silnika PF 126p zapewnia jednakowe napełnienie obu cylindrów, ale
dla podwyższenia temperatury ścian kanałów dolotowych (i efektywniejszego
odparowania osiadającego na nich ciekłego paliwa) celowe jest ograniczenia
chłodzenia zewnętrznych ścian tego szczątkowego kolektora w głowicy silnika –
przez pokrycie ich warstwą żywicy syntetycznej. Ściany te są dość intensywnie
chłodzone strumieniem powietrza z wentylatora, co może mieć negatywny wpływ w
Rys. 4.8. Zależność prędkości
przepływu przez gardziel gaźnika
od położenia kątowego wału
korbowego podczas napełniania
cylindra: C (0,2) – prędkość przy
stosunku V
0
/V
1
= 0,2; C (1,0) -
prędkość przy stosunku V
0
/V
1
=
1,0.
warunkach eksploatacji w chłodnej strefie klimatycznej lub przy użyciu benzyny z
dużym udziałem frakcji ciężkich.
Badania cech konstrukcyjno-przepływowych układów dolotowych różnych
silników wykazały szczególne małą objętość układu dolotowego silnika samochodu
PF 126p w odniesieniu do objętości napełnianych cylindrów, różniącą się niemal o
rząd wielkości od pozostałych silników samochodowych. Badania obliczeniowe
dowodzą ścisłego związku między stosunkiem objętości układu dolotowego V
0
do
objętości skokowej V
1
napełnianego cylindra a pulsacją przepływu przez gaźnik. Na
rys. 4.8 pokazano zależność chwilowej prędkości przepływu przez gardziel gaźnika
(w odniesieniu do wartości średniej) od położenia kątowego wału korbowego silnika
przy różnych stosunkach V
0
/V
1
. Na wykresach widoczne są przepływy zwrotne
(powodujące dodatkowy dopływ paliwa w postaci mało rozdrobnionej cieczy) oraz
mniejsza pulsacja przepływu przy większej objętości układu dolotowego.
Wyniki analizy umożliwiły wyciągnięcie oczywistego wniosku, że dla
poprawy przepływu przez gaźnik silnika PF 126p konieczne jest zwiększenie
objętości części układu dolotowego między gaźnikiem a zaworami cylindrów.
24
Zastosowanie tylko podstawki podgaźnikowej o wysokości 20 mm spowodowało
dużą elastyczność silnika, umożliwiającą jazdę samochodu na biegu bezpośrednim od
prędkości około 30 km/h i dalsze przyśpieszanie – bez zadławień silnika, przerw w
jego pracy i pojawiania się spalania stukowego. Proponowana podstawka (rys. 4.9)
zwiększa objętość układu dolotowego o ok. 40%. Stwierdzone efekty doprowadziły
do zastosowania (łatwiejszego dla użytkownika) dodatkowego zbiornika o
pojemności 0,2 – 0,25 dm
3
– połączonego do standardowej (lub dodatkowej jak na
Rys. 4.9. Podstawka gaźnika oraz dodatkowy zbiorniczek układu dolotowego silnika: 1 – gaźnik; 2 –
głowica; 3 – podstawka standardowa; 4 – podstawka dodatkowa; 5 – nakrętka; 6 – kołek śrubowy
mocowania gaźnika; 7 – dodatkowy zbiorniczek; 8 – przewód elastyczny.
rys. 4.9) podstawki za pomocą przewodu elastycznego – lecz dostateczne sztywnego,
nie zaciskającego się pod wpływem podciśnienia w kanale dolotowym. Przewód jest
nakładany na końcówki, w których otwory powinny mieć średnicę nie mniejszą od 4
– 6 mm. Najłatwiej jest wykonać taki zbiorniczek z odcinka rury stalowej (np.
wodociągowej) z dospawanymi dnami i wkręconą końcówką do połączenia z
przewodem elastycznym. Zbiorniczek można zamocować do silnika (wykorzystując
25
którąś ze śrub oblachowania silnika) lub górnej ściany komory silnikowej – w
miejscu zapewniającym możliwie wysoką temperaturę zbiorniczka. W przypadku
rozłączenia przewodu między zbiorniczkiem a kanałem układu dolotowego lub utraty
szczelności – stwierdzamy niestabilną pracę silnika na biegu jałowym i podczas
przyśpieszania oraz trudności w uruchomieniu silnika. Powinno to być dla kierowcy
sygnałem o konieczności usunięcia usterki.
Na rys. 4.10 zestawiono porównawcze charakterystyki zewnętrzne silników
standardowego i zmodyfikowanego. Są to wyniki uzyskane na silniku wybranym
losowo. Literą S zaznaczono charakterystyki silnika standardowego o nastawach
zapłonu i gaźnika wg wymagań wytwórcy. Po zdjęciu charakterystyk
zmodyfikowano konstrukcję wg opisanych propozycji, stosując w rozpylaczu wariant
b – wg rys 4.7 oraz w przepustnicy gaźnika – wariant K wg rys. 4.6. Charakterystyki
uzyskane po wprowadzeniu modyfikacji, bez zmian nastaw zapłonu i gaźnika
Rys. 4.10. Zewnętrzne charakterystyki silnika samochodu PF 126p: a – mocy; b – momentu
obrotowego; c – jednostkowego zużycia paliwa; S – silnik standardowy; M – silnik zmodyfikowany;
M+K – silnik zmodyfikowany ze skorygowanym wyprzedzeniem zapłonu.
oznaczono literą M, a wyniki uzyskane po zwiększeniu kąta wyprzedzenia zapłonu
do wartości 13º literami M + K. Na rysunku przytoczono wyniki pomiarów
kontrolnych przeprowadzonych w Instytucie Technologii Nafty i Instytucie
Transportu Samochodowego z inicjatywy i na zlecenie Głównego Inspektora
Gospodarki Energetycznej.
Użytkownika niewątpliwie bardziej interesują wyniki trakcyjnych pomiarów
26
zużycia paliwa ich samochodu. Na rys. 4.11 podano zależność zużycia paliwa
samochodu PF 126p od prędkości jazdy. Wyniki te uzyskano na tym samym
samochodzie przed modyfikacjami oraz po wprowadzeniu modyfikacji silnika i
dobraniu kąta wyprzedzenia zapłonu wg uprzedniego opisu. Pomiary wykonywano w
warunkach ustalonych prędkości jazdy, z obciążeniem samochodu wynoszącym 320
kg (ustalonym przez wytwórcę do badań porównawczych). Próby przyśpieszeń
samochodu przed modyfikacjami i po nich wykazały również pozytywne rezultaty.
Analiza struktury przepływu przez zawór dolotowy oraz w przyzaworowej
strefie komory spalania pozwoliła na ustalenie celowości odsunięcia ściany komory
od gniazda zaworowego. Badania przepływowe wykazały, że wykonanie „wybrania”
w ścianie głowicy na głębokość 2 mm (wg rys. 4.12) umożliwia zwiększenie
napełniania cylindra o ok. 10%. Wzrost napełniania daje szansę wzrostu momentu
obrotowego silnika o taką samą wartość.
Rys. 4.11. Charakterystyka zużycia paliwa
samochodu PF 126p: S – z silnikiem
standardowym; M+K – z silnikiem
zmodyfikowanym ze skorygowanym kątem
wyprzedzenia zapłonu.
Rys. 4.12. Schemat korekt kształtu strefy
przyzaworowej komory spalania silnika: 1 –
zawór dolotowy; 2 – ściana głowicy; 3 – zawór
wylotowy; S – położenie ściany standardowe; M –
położenie zmodyfikowane.
Z analiz wyników obliczeń, badań przepływowych, badań silnikowych i
trakcyjnych wynikły propozycje modyfikacji konstrukcji silnika ze szczególnym
uwzględnieniem układów dolotowych. Tutaj przedstawiono rozwiązania najprostsze i
najłatwiejsze do wykonania przez użytkownika-majsterkowicza za pomocą prostych
narzędzi. Możliwości modyfikacyjnych nie wyczerpano – problem ten jest nadal
otwarty i czeka na dostrzeżenie go przez producenta.
Pewne rezerwy tkwią także w układach wylotowych silnika samochodu PF
126p. Niektóre z nich może wykorzystać każdy użytkownik – np. zaokrąglając
27
spłaszczenie końcówki rury wylotowej tłumika i przywracając jej kształt okrągłej
rury. Zmniejsza to opory przepływu o blisko 5%, poprawiając opróżnianie cylindrów
silnika z resztek spalin, wpływając pozytywnie na moc silnika i zużycie paliwa. Inne
czynności wymagają zdjęcia głowicy silnika, kolanek wylotowych i tłumika w celu
likwidacji uskoków na połączeniu głowicy z kolankiem oraz kolanka z rurą wylotową
do tłumika, a także wygładzenia chropowatości ścian kanałów w kolanku i głowicy.
Rys. 4.13 wyjaśnia zasadę korygowania kształtów tych części.
Rys. 4.13. Korygowanie kształtów części układów wylotowych silnika: 1 – głowica; 2 – kolanko
wylotowe; 3 – rura wylotowa; 4 – uszczelka; 5 – końcówka rury wylotowej tłumika; 6 – tłumik; S –
pierwotny kształt poprodukcyjny; K – kształt skorygowany.
Rys. 4.14. Schematy mocowania
nakładek ejekcyjnych: 1 – końcówka
rury wylotowej; 2 – nasadka
ejekcyjna; 3 – żebro mocowania; 4 –
spoina spawalnicza; 5 – blacha
nadwozia.
Korygowanie konstrukcji głowicy i części przygłowicowych proponuje się
wykonywać w razie konieczności np. wymiany uszczelek osłon popychaczy
zaworów, uszczelki podgłowicowej czy tłumika. Dobre rezultaty daje
wykorzystywanie tłumików opracowanych przez Wiesława Pachonia, które
charakteryzują się szczególnie małymi oporami przepływu – mniejszymi o blisko
28
25% niż w tłumkach instalowanych przez wytwórcę. Głośność wylotu spalin z rury
wylotowej tłumika można zmniejszyć przez wprowadzenie nasadek ejekcyjnych tj.
rur obejmujących zewnętrzne końcówki rur wylotowych, o średnicy przynajmniej
dwukrotnie większej od średnicy tej końcówki. Ze względu na znaczne siły
bezwładności działające na tłumik (sztywno połączony z silnikiem) nasadka musi być
dospawana do rury wylotowej lub przymocowana niezależnie do nadwozia
samochodu. Szkice schematyczne takich konstrukcji przedstawiono na rys. 4.14,
pozostawiając użytkownikom dobór ich formy konstrukcyjnej.
Badania przepływowe – obejmujące nie tylko ocenę wpływu koncepcji
Rys. 4.16. Schemat cylindrów silnika z zaznaczeniem
kierunków zawirowania ładunku: 1 – gaźnik; 2 –
kanał dolotowy; 3 – zawór; 4 – cylinder; 5 –
zawirowywacz.
Rys. 4.15. Zależność średniego wskaźnika
zawirowania n
z
ładunku w cylindrze silnika od
położenia kątowego φ otwarcia przepustnicy:
S – silnik standardowy; M – silnik
zmodyfikowany.
układów dolotowego i wylotowego na napełnianie silnika, ale również ocenę
zawirowania ładunku w cylindrach – wykazały, że w tym drugim obszarze zagadnień
tkwią znaczne możliwości usprawnień procesu przygotowania mieszanki (już we
wnętrzu cylindrów) i jej spalania. Przeprowadzono pomiary stopnia zawirowania
ładunku w cylindrach silnika samochodu PF 126p w warunkach ustalonego
przepływu przy różnych wzniosach zaworów dolotowych i różnych położeniach
przepustnicy gaźnika. Okazało się, że średnia wartość wskaźnika zawirowania
(będącego miarą zawirowania mieszanki w rzeczywistych warunkach pracy silnika)
zależy od stopnia otwarcia przepustnicy gaźnika (rys. 4.15). przy czym zawirowanie
29
zmienia nawet kierunek i to w zakresie często wykorzystywanych stopni otwarcia
przepustnicy. Spróbowano więc zainstalować zawirowywacze strumienia dolotowego
umieszczone w kanałach dolotowych w bezpośredniej bliskości zaworów,
przewidując wniknięcie wirów do wnętrza cylindrów. Okazało się, że ruch wirowy
nadany strumieniowi w kanale dolotowym „wnika” do cylindra zachowując
regularność i nie zmienia kierunku przy zmianach stopnia otwarcia przepustnicy
gaźnika. Na rys. 4.15 literą M zaznaczono zależności wskaźnika zawirowania
ładunku w cylindrze wywołanego przez zawirowywacz w kanale dolotowym od
stopnia otwarcia przepustnicy.
Głowica silnika samochodu PF 126p jest symetryczna względem płaszczyzny
prostopadłej do osi wału korbowego i przechodzącej między obu cylindrami silnika.
Sprawia to, że wiry w cylindrach – zależnie od kształtu kanałów dolotowych –
obracają ładunek w kierunkach przeciwnych (odpowiednio do aktualnego położenia
przepustnicy). Schemat cylindrów silnika z zaznaczeniem kierunków wirowania
ładunku w cylindrach, pokazano na rys. 4.16. Na tym samym rysunku pokazano
miejsca usytuowania zawirowywaczy w kanałach dolotowych oby cylindrów.
Rys. 4.17. Zależność zużycia paliwa od prędkości i czasów
rozpędzania samochodu: S – silnik standardowy; M –
silnika z zawirowywaczami wlotowymi; M+D – silnik z
zawirowywaczami i zmienioną dyszą paliwa.
Wyniki badań przepływowych nasunęły przypuszczenie, że przedostające się
do wnętrza cylindra małe krople nieodparowanego paliwa będą odrzucane siłami
odśrodkowymi ku gorącym ścianom głowicy, a po zetknięciu z nimi – będą
intensywnie parowały. Zależność wiru we wnętrzu cylindra powinna sprawić, że na
obwodzie (przy ścianach) cylindra mieszanka będzie bogatsza, a bliżej osi cylindra –
uboższa. Powinno to zapewniać niezawodny zapłon mieszanek uboższych (średnio w
cylindrze), znacznie łatwiejszy niż przy mieszance przygotowanej standardowo.
Skłoniło to do przeprowadzenia badań trakcyjnych. Badania porównawcze
przeprowadzono na tym samym egzemplarzu samochodu w standardowej wersji
wykonania i regulacji, zmodyfikowanym przez wprowadzenie zawirowywaczy (bez
zmian regulacyjnych) oraz z zawirowywaczami i zmianą głównej dyszy paliwowej ze
„115” na „105”. We wszystkich przypadkach jednakowy był statyczny kąt
wyprzedzenia zapłonu (równy 10º), jednakowe były też nastawy gaźnika (w tym i
układu biegu jałowego). Podczas pomiarów pojazd był obciążony był dwiema
30
osobami. Wyniki pomiarów zestawiono na rys. 4.17. Podczas badań trakcyjnych
przeprowadzono także pomiary czasu rozpędzania samochodu na biegu
bezpośrednim od prędkości 50 km/h do 80 km/h. Z zestawionych danych wynika
przydatność zastosowania zawirowywaczy w silniku samochodu PF 126p, a także
celowość dalszych badań optymalizacyjnych. Dla posiadaczy „maluchów”, którzy
chcieliby tak zmodyfikować swe pojazdy, na rys. 4.18 przedstawiono konstrukcyjne i
wykonawcze szkice części składowych zawirowywaczy. Proponuje się je wykonać z
blachy mosiężnej o grubości 0,4 – 0,6 mm i zlutować lutowiem cynowo-ołowiowym
(ale nie miękkim) kolbą elektryczną, jednocześnie podgrzewając cały zawirowywacz
na płycie kuchenki elektrycznej (taka technologia zapewnia wymaganą jakość
połączenia). Po ukształtowaniu kierownic i zdjęciu gaźnika z podstawką z silnika,
Rys. 4.18. Zawirowywacz i
jego części składowe.
należy pilnikiem dopasować kierownice zawirowywaczy tak, aby można je było
osadzić w kanałach obu cylindrów (lekko wciskając palcami) pamiętając o tym, aby
w pierwszy cylindrze był lewy (patrząc od góry) kierunek zawirowania, a w drugim –
prawy.
Rodzaj modyfikacji i ich zakres, zależą od użytkownika, jego talentów i
możliwości warsztatowych, a uzyskane efekty pod względem eksploatacyjnego
zużycia paliwa zależeć będą także w dużym stopniu od techniki jazdy. Częste
wykorzystywanie przyśpieszeń (zwiększonych przez wprowadzane modyfikacje)
ograniczy ekonomiczny spadek eksploatacyjnego średniego zużycia paliwa. W
każdym przypadku najmniejsze zużycie paliwa uzyskuje się podczas jazdy na biegu
bezpośrednim z ustaloną prędkością.
31
ZAKOŃCZENIE
Coraz szybsze i szersze wkraczanie techniki do naszego życia wprost narzuca
potrzebę politechnizacji społeczeństwa. A samochód – ta „zabawka chłopców od lat
10 do 100” – jest doskonałym przykładem urządzenia technicznego wymagającego
politechnizacji użytkownika. Szczególnie obecnie sytuacja w kraju nakazuje
oszczędzanie paliwa (nawet nie tylko dlatego, że jest ono reglamentowane);
znajomość zasad eksploatacji i regulacji, osobiście realizowane modyfikacje pozwolą
na uzyskanie większych przebiegów przy użyciu tej samej ilości paliwa.
Eksploatując codziennie samochód i wykorzystując go do kilkukilometrowych
dojazdów do pracy, należy się liczyć z dużym zużyciem paliwa na 100 km przebiegu.
Wynika to z częstych rozruchów przypadających na jednostkę przebytej drogi oraz z
jazdy na nie nagrzanym w pełni silniku i oleju – w skrzyni przekładniowej i
amortyzatorach, smaru w łożyskach. O ilościowym wpływie stanu cieplnego zespołu
napędowego samochodu i jego mechanizmów jezdnych doskonale informują
wykresy przedstawione na rys. Z.1 (opracowane na podstawie badań statystycznych
Rys. Z.1. Zależność zużycia paliwa od długości
odcinka przebytej trasy po długim czasie
parkowania: 1 – silnik całkowicie nagrzany; 2 –
silnik o temperaturze początkowej +21ºC; 3 –
silnik o temperaturze początkowej -12ºC; B –
względne zużycie paliwa w stosunku do
nagrzanego silnika.
firmy Shell). Wynika z nich, że duży wpływ na zużycie paliwa ma długość
pokonywanych odcinków tras, licząc od chwili uruchomienia silnika po dłuższym
postoju na parkingu, a także początkowy stan cieplny samochodu. Szczególnie
widoczne jest duże zużycie paliwa na początkowym odcinku przebywanej drogi.
Można więc postawić użytkownikowi pytanie: czy musi koniecznie wyjeżdżać na tak
krótką trasę? Użytkownik powinien szczególnie unikać jazd krótkich z długimi
postojami (zwłaszcza zimą) oraz chronić silnik przed utratą ciepła podczas
parkowania.
Konstrukcyjne cechy samochodu Polski Fiat 126p powodują, że
najprzyjemniej prowadzi się go z prędkością 70 – 80 km/h – ma on wówczas jeszcze
dobre przyśpieszenie na biegu bezpośrednim, silnik pracuje cicho, samochód nie
trzęsie i zużywa mało paliwa. W warunkach jazdy miejskiej najmniejsze zużycie
paliwa można osiągnąć tylko przy płynnej jeździe – bez nagłych zrywów, a
zwłaszcza gwałtownych hamowań. Płynna jazda jest bezpieczniejsza, gdyż
współużytkownikom drogi daje szansę przewidywania mogących wystąpić sytuacji.
32
Document Outline