Больший радиатор или более тонкие поршневые кольца? Трение в двигателях внутреннего сгорания

Мы все признаем, что двигатели внутреннего сгорания выделяют тепло как побочный продукт сгорания. В двигателях как с воздушным, так и с водяным охлаждением используются стратегии рассеивания этого тепла. Все это сделано для того, чтобы двигатель не перегревался.

Но какое отношение это имеет к поршневым кольцам? Прежде чем мы перейдем к этому, нам нужно поговорить о другом источнике тепла в двигателе — трении.

Тепло является побочным продуктом трения. Подумайте о том, чтобы потереть руки, чтобы согреть их в холодный день. Чем быстрее вы потираете руки, тем горячее они становятся. Теперь представьте, что поршни вашего двигателя движутся со скоростью более 200 циклов в секунду.

Вот почему поршневые кольца имеют большое значение, когда дело касается температуры двигателя.

Самый сильный источник трения в двигателе возникает из-за трения поршневых колец о стенку цилиндра. Многочисленные исследования показали, что на поршневое кольцо и стенку цилиндра приходится до 40% всего трения двигателя. Неудивительно, что сегодняшние OEM-двигатели имеют более тонкие поршневые кольца, чем их предшественники.

В ходе недавних испытаний, проведенных в компании Shaver Specialties Racing Engines, было измерено влияние размера и натяжения колец на рабочую температуру двигателя.

Базовой линией для этого теста был набор колец Total Seal Diamond Finish диаметром 0,7 мм, 0,7 мм и 2,0 мм. Двигатель работал со скоростью 2800 об/мин с фиксированной нагрузкой 75 футо-фунтов. и фиксированная настройка расхода охлаждающей жидкости. По истечении 30 минут были проведены три последовательных испытания на динамометрическом стенде (от 3000 до 6000 об/мин). В конце этих трех испытаний регистрировались температура воды и масла.

Затем двигатель был оснащен стандартным набором колец размером 1/16 дюйма, 1/16 дюйма и 3/16 дюйма. Опять же, двигатель работал со скоростью 2800 об/мин с фиксированной нагрузкой 75 футо-фунтов. и фиксированная настройка расхода охлаждающей жидкости. По истечении 30 минут были проведены три последовательных испытания на динамометрическом стенде (от 3000 до 6000 об/мин). В конце этих трех испытаний регистрировались температура воды и масла.

Два разных теста с кольцами 1/16, 1/16, 3/16 показали температуру воды примерно на 15 градусов выше, а температуру масла почти на 20 градусов по сравнению с набором колец диаметром 0,7 мм, 0,7 мм и 2 мм.

Результаты подтверждают, что трение поршневого кольца о стенку цилиндра является существенным фактором, влияющим на рабочую температуру двигателя, и определить трение как источник тепла было довольно легко. Стандартные кольца 1/16, 1/16, 3/16 снизили мощность двигателя почти на 20 фунтов. футов крутящего момента и более 15 л.с. по сравнению с комплектом колец с газовыми отверстиями диаметром 0,7 мм, 0,7 мм и 2 мм. Фактически комплект колец 1/16, 1/16, 3/16 генерировал такую ​​температуру масла, что этикетка на масляном фильтре начала «сжиматься» от жары!

Для сравнения с реальным миром компания Joe Gibbs Racing Engines построила новый двигатель JD-1 для гонок по бездорожью в пустыне с использованием колец Total Seal Diamond Finish диаметром 0,7 мм, 0,7 мм и 2,0 мм. В то время как многие другие двигатели для гонок по бездорожью используют традиционные кольца 1/16, 1/16, 3/16 и с трудом удерживают двигатели от перегрева, двигатель JD-1 работает удивительно прохладно. Фактически, во время BAJA 1000 было почти слишком прохладно, когда ночная температура упала почти до 40 градусов по Фаренгейту.

Все эти результаты на динамометрическом стенде и в гонках указывают на одно и то же: поршневые кольца, трущиеся о стенки цилиндра, создают трение, а это трение производит тепло и отнимает мощность. Переходя на более тонкие поршневые кольца, можно значительно снизить трение, а польза двойная: увеличение мощности и снижение рабочих температур.

Поэтому, прежде чем вы решите купить радиатор большего размера для горячего двигателя, возможно, вам стоит сначала попробовать комплект более тонких поршневых колец.

Спонсором этой статьи является компания Total Seal Piston Rings. Чтобы узнать больше, посетите наш сайт www.totalseal.com.