На подавляющем большинстве мотоциклетных двигателей имеется воздушное охлаждение. Для увеличения поверхности охлаждения, а следовательно, лучшего охлаждения, головка и стенки цилиндра снабжены ребрами. Иногда на мотоциклах применяются двигатели с жидкостным охлаждением (рис. 57).
Рис. 57. Схема жидкостного охлаждения: 1 — радиатор; 2 — трубопроводы; 3 — рубашка цилиндра.
В этом случае цилиндр окружен рубашкой охлаждения, в которой циркулирует жидкость, отнимающая тепло от стенок цилиндра. Нагретая от стенок головки цилиндра жидкость поступает в радиатор, где охлаждается.
Количество тепла, отводимого от двигателя, зависит от ряда причин, наиболее важными из которых являются следующие: температура охлаждающего воздуха (воды); скорость обтекания охлаждающим воздухом (водой) поверхности головки и цилиндра; степень завихрения охлаждающего воздуха (воды) и состояние поверхности цилиндра и головки.
Количество тепла, перетекающего от горячих газов к стенке цилиндра, пропорционально разности температур газов и стенок цилиндра и поэтому при воздушном охлаждении тепло отводится от газов хуже, чем при водяном, так как стенки цилиндров при воздушном охлаждении имеют среднюю температуру 140–180 °C, а при водяном охлаждении 90—110 °C.
При воздушном охлаждении от двигателя отводится 15–20 %, а при водяном — 20–30 % всего тепла, получаемого при сгорании горючего в цилиндре, причем 2–5 % тепла отводится воздухом от картера двигателя.
Изменение температуры охлаждающего воздуха (воды) соответственно изменяет температуру стенок и головки цилиндра, что в свою очередь изменяет количество отводимого тепла. Значительное отклонение температуры стенок и головки цилиндра от норм, указанных ранее, ухудшает работу двигателя.
Уменьшение отвода тепла, вызываемое повышением температуры охлаждающего воздуха (воды), загрязнением наружной поверхности стенок цилиндра, а также увеличение количества нагара в головке двигателя, на поршне и клапанах приводят к перегреву деталей двигателя. При этом ухудшается наполнение цилиндров двигателя, так как горючая смесь, нагреваясь от горячих стенок цилиндра, занимает больший объем, а ее весовое количество в цилиндре уменьшается. Кроме того, рабочая смесь может нагреться от внутренних стенок головки и цилиндра до температуры самовоспламенения, что вызовет самопроизвольную вспышку в цилиндре. Самопроизвольная вспышка рабочей смеси в цилиндре двигателя ведет к неравномерной работе двигателя со стуком.
Перегретый двигатель работает обычно с повышенной детонацией, так как сжимаемая в цилиндре рабочая смесь сильно нагревается от стенок цилиндра и головки. При повышенной температуре рабочей смеси горючее образует с кислородом воздуха неустойчивые соединения, которые сгорают в цилиндре двигателя со взрывной скоростью. При таком сгорании быстро повышающееся давление в цилиндре двигателя вызывает характерные резкие стуки.
При перегреве двигателя наблюдаются, кроме того, разложение и коксование масла. При температуре 200–250 °C масло теряет свои смазочные свойства и, коксуясь в зазорах между кольцами и кольцевыми канавками, вызывает заклинивание кольца в их канавках.
Кроме того, при перегреве двигателя наблюдается понижение механической прочности его деталей, чрезмерный их износ и заедание.
Чрезмерный отвод тепла от цилиндров двигателя также неблагоприятно отражается на его работе. При переохлаждении двигателя наблюдается конденсация горючего на стенках цилиндра, стук и неравномерное сгорание горючего.
Горючая смесь, поступающая в цилиндр двигателя, соприкасаясь с холодными стенками цилиндра, конденсируется и осаждается на них в виде пленки. Эта пленка смывает со стенок цилиндра масло. Масло разжижается горючим и стекает с ним в картер двигателя. Под действием конденсированного горючего вязкость масла, находящегося в картере двигателя, уменьшается.
Таким образом, переохлаждение двигателя вызывает повышенный износ поршневых колец, поршня и цилиндров, подшипников и других деталей двигателя.
У переохлажденного двигателя сгорание в цилиндре двигателя происходит медленнее, чем у перегретого. Это объясняется, во-первых, тем, что в данном случае образуется бедная горючая смесь, которая горит медленно, и, во-вторых, тем, что капельки горючего, находящиеся в рабочей смеси во взвешенном состоянии, горят только по своей поверхности, что замедляет сгорание.
2. Влияние режима работы и регулировки двигателя на количество отводимого тепла