Хотя ДВС уходят в прошлое и по ним ностальгировать будут разве только законченные ретрограды в сегодняшней статье мы разберем легендарный двигатель автомобиля Citroën 2 CV.
Мы покажем, почему этот двигатель достоин изучения на инженерном факультете, и какие особенности сделали его образцом конструкторской мысли. Мы сравним его с немецким соперником и выясним, какой из них лучше.
Итак, в 1949 году на 2 CV начал устанавливаться двигатель объемом 375 куб см, состоящий из 2 цилиндров расположенных оппозитно. Детали двигателя изготавливались в основном алюминиевого сплава. Чугунные цилиндры с частыми ребрами охлаждались воздушным потоком от вентилятора, соединенного с коленчатым валом.
Степень сжатия этого двигателя была необычной — 6 к 1, ход поршня был равен его диаметру. Мотор мог развивать 3500 об/мин, обеспечивая мощность 9 лошадиных сил. Крутящий момент составлял всего 20 Ньютон на метр, но этого хватило, чтобы сдвинуть с места 500-килограммовый автомобиль и разогнать его до 70 км в час. Двигатель, автомобиля VW Garbus 1950 года, с которым в то время конкурировал 2 CV, имел в два раза больше цилиндров, его объем составлял 1131 см3, а степень сжатия была равна 5,6:1. Он развивал мощность 25 л.с. при 3300 об/мин. Соотношение мощности на кубический сантиметр в этом случае в пользу Citroën очень незначительно. В жуке использовался классический простой шестеренчатый масляный насос, в то время как 2CV перешел на более современный насос роторного типа, в котором шестерня с 4 зубьями соединяется непосредственно с распределительным валом и вращается внутри внешнего ротора с 5 зубьями, благодаря чем изменяется объем камеры и создается положительное давление.
Степень сжатия этого двигателя была необычной — 6 к 1, ход поршня был равен его диаметру. Мотор мог развивать 3500 об/мин, обеспечивая мощность 9 лошадиных сил. Крутящий момент составлял всего 20 Ньютон на метр, но этого хватило, чтобы сдвинуть с места 500-килограммовый автомобиль и разогнать его до 70 км в час. Двигатель, автомобиля VW Garbus 1950 года, с которым в то время конкурировал 2 CV, имел в два раза больше цилиндров, его объем составлял 1131 см3, а степень сжатия была равна 5,6:1. Он развивал мощность 25 л.с. при 3300 об/мин. Соотношение мощности на кубический сантиметр в этом случае в пользу Citroën очень незначительно. В жуке использовался классический простой шестеренчатый масляный насос, в то время как 2CV перешел на более современный насос роторного типа, в котором шестерня с 4 зубьями соединяется непосредственно с распределительным валом и вращается внутри внешнего ротора с 5 зубьями, благодаря чем изменяется объем камеры и создается положительное давление.
По сравнению с шестеренчатым насосом роторный насос работает тише, меньше вибрирует и более эффективен. Однако шестеренный насос не хуже, поскольку он проще по конструкции и дешевле. Оба насоса очень легко ремонтировать, так как они состоят всего из 2 движущихся частей. В двигателе 2 CV масло всасывалось через патрубок в картере, поднималось по трубе к насосу, а затем под давлением нагнеталось внутрь распределительного вала, а также по каналам коленчатого вала. В некоторых версиях масляные каналы имелись также в шатунах. К коромыслам клапанов масло подводилось через медные трубки.
Алюминиевый масляный радиатор располагался сразу за вентилятором и не закрывал другие цилиндры, как это было на VW Garbus, у которого третий цилиндр имел позднее зажигание, чтобы компенсировать избыточное тепло и возможность детонации.
Кроме того, у Garbus был центробежный вентилятор, установленный в большом воздуховоде, который направлял воздух в цилиндры. Кожух заставляет воздух менять направление, но увеличивает сопротивление и снижает эффективность. Осевой вентилятор направляет воздух прямо на цилиндры и на масляный радиатор. На нем не было ни цепи, ни ремня.
Привод распределительного вала - шестеренчатый. Привод клапанов от распредвала осуществлялся через штанги с коромыслами. Тепловой зазор регулировался болтами с гайками на коромыслах. Клапаны устанавливались под углом, что значительно улучшает прохождение воздуха, так как он не сталкивается со стенками цилиндра, а камера сгорания имеет полусферическую форму, что повышает эффективность сгорания. Выпускной коллектор был намеренно направлен вперед. Это было сделано для того, чтобы поток воздуха от вентилятора концентрировался на самой горячей части, теплый воздух направлялся в сторону задней части, нагревая воздухозаборник и обеспечивая равномерную температуру по всему двигателю.
Горячий впуск помогает предотвратить конденсирование топлива на стенках коллектора и его попадание в цилиндр в жидком виде, обеспечивая лучшее смешивание с воздухом и сгорание.
Фактически, выхлопные трубы также проходили через карбюратор, нагреть его. Хотя сегодня впускной воздух предпочитают как можно более холодным для увеличения его плотности и улучшения мощности, в то время, когда не существовало электронного впрыска, воздух приходилось подогревать. Полусферическую камеру сгорания дополнил очень интересный поршень. На нем были срезы для максимального открытия клапана, а перпендикулярно им - выступы для компенсации снижения степени сжатия из-за углубления в центре.
На Garbus головки блока цилиндров оснащались прямыми клапанами, что удешевляло и облегчало производство, хотя немного ухудшало смесеобразование. Камера сгорания была плоской. Такое решение позволяет снизить детонацию и дешевле в производстве, чем 2CV. В обоих двигателях цилиндры были съемными, и при их износе достаточно было отнести в магазин и поменять на исправные детали с новыми поршнями.
Шатуны на "дёшво" были цельными, без крышек и болтов. Как их устанавливали? Вот тут надо рассмотреть самое интересное - коленчатый вал 2CV. Для установки шатунов его можно полностью разобрать. Причем в условиях небольшой мастерской. Конечно, такое решение не подходит для больших многоцилиндровых моторов.
Однако небольшой двигатель объемом 375 см3 выдавал всего около 9 лошадиных сил, а его скорость автомобиля была ограничена 70 километрами в час. Традиционного трамблера не было. Искрообразованием управлял прерыватель с центробежным регулятором на распределительном валу спереди. Это означало, что каждый раз, когда поршень достигал ВМТ, катушка зажигала искру в обоих цилиндрах, независимо от такта. Другими словами, свеча зажигания давала одну искру впустую и, следовательно, служила вдвое меньше.
Генератор был на 6В, позже его заменили на генератор на 12В.
Маховик был большим и тяжелым, чтобы поддерживать стабильное вращение двигателя, поскольку цилиндров всего 2, на два оборота коленчатого вала приходился один рабочий ход поршня. В процессе продувки и выхлопа каждого цилиндра соответственно крутящий момент не создается. Только инерция маховика заставляла его вращаться. Это приводило к тому, что двигатель терял крутящий момент. У четырехцилиндрового двигателя Жука, на каждый оборот приходился один рабочий ход поршня, приводящий в движение маховик.
С помощью рукоятки, той же, что использовалась для смены колес, можно было запустить двигатель, если садился аккумулятор. Наконец, в верхней части двигателя мы находим карбюратор, а также горловину, через которое заливалось масло, в то же время на нем имел вентиляционный клапан или сапун двигателя. Нужно помнить, что при сближении поршней в картере его объем уменьшается и это давление должно где-то сбрасываться, иначе уплотнения и соединения деталей двигателя прорвутся, разбрызгивая масло повсюду.
Позже двигатель получил модификации и его объем вырос до 425 куб см, достигнув мощности 18 лошадиных сил. Следующим был на 602см3 с 28 л.с. Такой двигатель уже мог разогнать автомобиль до скорости свыше 110 км/ч.
2cv был разработан для езды по сельской местности Франции, где хороших дорог было даже меньше, чем в нынешней России. Его механическая подвеска с использованием фрикционных демпферов сделала его очень простым. Утечки жидкости из амортизаторов там в принципе не могло быть из-за отсутствия оной.
Щетки стеклоочистителя приводились в действие от механизма спидометра. Чем быстрее ехал автомобиль, тем быстрее они двигались. По сути, автоматический дворник.
Фары регулировались изнутри с помощью тросика.
Garbus хотя и обладал неплохими внедорожными способностями, был больше рассчитан на немецкие автобаны. На самом деле его максимальная скорость была выше.
Подобно тому, как у Garbus существовала модификация Safari, у Citroën была версия Mehari, с пластиковым кузовом. Также был очень популярен фургон 2CV для доставки товаров. Нельзя обойти вниманием и версию Sahara, имевшую привод 4х4 благодаря установке второго двигателя сзади. У него было 2 топливных бака. По одному под каждым сиденьем для каждого двигателя, органы управления были продублированы, один рычаг переключения передач и одна педаль газа фактически управляли двумя двигателями.
Эту версию легко отличить по выходящему через дверь багажника вентилятору и запасному колесу на капоте. Только в Аргентине в 1967 году 2CV по идее отдела маркетинга переименовали в 3CV. Это было сделано, чтобы подчеркнуть эволюцию модели и то, что она была улучшена по сравнению с предыдущими годами. В остальном мире он продолжал называться 2CV. В общей сложности производство этого автомобиля закончилось в 1991 году. Он выпускался более 40 лет и за это время было продано около 5 миллионов единиц. Значительно меньше, чем Фольксваген Жук или Ford T. Но этого достаточно, чтобы оставаться в числе самых популярных автомобилей в истории.
Интересно, что двигатель "дешво" остается популярным среди самодеятельных авиаконструкторов и устанавливается на легкие самолеты благодаря отличному соотношению мощность/вес. Так например, его использовал Яновский для своего самолета Don Quijote.