Газопроводы ГАЗ-51, ЗИМ-12, М-20 и ГАЗ-69 расположены с правой стороны двигателей и состоят из впускных труб и выпускных коллекторов.
Газопроводы двигателей М-20 и ГАЗ-69 совершенно одинаковы; газопроводы двигателей ГАЗ-51 и ЗИМ-12 отличаются друг от друга как впускными трубами, так и выпускными коллекторами.
Впускные трубы двигателей ГАЗ-51 и ЗИМ-12 имеют по четыре ответвления (патрубка), сообщающихся с окнами впускных каналов в блоке. Каждый из крайних патрубков впускной трубы питает по два крайних цилиндра, а два средних—по одному цилиндру.
Впускная труба двигателя ЗИМ-!2, в отличие от трубы двигателя FA3-51, разделена посредине литой перегородкой на две секции: переднюю, питающую три первых цилиндра, и заднюю, питающую три последних цилиндра. Для уравнивания разрежения в секциях внизу перегородки имеется отверстие.
Каждая секция впускной трубы шатается от отдельной секции сдвоенного карбюратора (см , выше „Карбюраторы ")
Впускная труба двигателей М-20 и ГАЗ-69 имеет два ответвления (патрубка), каждое из которых разделено перегородкой, идущей вдоль оси на два канала. Таким образом; в каждый цилиндр смесь поступает по отдельному каналу
Для предотвращения конденсации топлива из рабочей смеси и образования топливной пленки на стенках, впускные трубы двигателей ГАЗ-51, М-20 и ГАЗ-69 снабжены камерами подогрева., а впускная труба двигателя ЗИМ-12—специальными насадками и подогревной пластиной. С этой ле е- целью передняя половина труб, интенсивно обдуваемая вентилятором, закрыта кожухом, обеспечивающим достаточно высокую температуру ее стенок.
Наличие топливной пленки во впускной трубе приводит к неравномерному распределению смеси по цилиндрам, к изменению соотношения между воздухом и топливом, к неполному сгоранию рабочей смеси в цилиндрах, к смыванию со стенок цилиндров смазки и к разжижению ее в картере.
Таким образом, наличие камеры подогрева или насадков во впускной трубе, а также защитного кожуха на ней, улучшая смесеобразование, повышает тем самым экономичность и равномерность работы двигателя и снижает его износы.
Камера подогрева располагается в центральной части трубы, где условия для оседания из горючей смеси капелек топлива на стенках наиболее вероятны. Выполнена она в виде рубашки, окружающей приемный патрубок и часть трубы, прилегающей к нему. Подогрев осуществляется отработавшими газами, поступающими в рубашку камеры из выхлопного коллектора.
Большая или меньшая степень подогрева рабочей смеси регулируется положением заслонки, расположенной в средней части выхлопного коллектора.
На двигателе ГАЗ-51 заслонка устанавливается и закрепляется в определенном положении вручную с помощью сектора, смонтированного на ее оси и расположенного с наружной стороны выпускного коллектора (в центральной его части). Сектор, а следовательно и заслонка, закрепляется стопорной гайкой на шпильке, помещенной в специальной прорези сектора. Два крайних положения сектора обозначены метками „зима" и „лето". В положение „зима", устанавливаемого зимой и в холодное время года, заслонка направляет максимум отработавших газов из первых трех цилиндров в рубашку впускной трубы (рис. 55 а). В положении „лето" (устанавливаемого летом) заслонка преграждает доступ отработавших газов в рубашку впускной трубы и направляет их непосредственно в приемную трубу глушителя (рис, 53 б). Из рисунков видно, что соответствующая надпись на секторе располагается при этом рядом со шпилькой его крепления.
В зависимости от температуры окружающего воздуха, заслонка подогрева рабочей смеси может устанавливаться и закрепляться в промежуточных положениях между зимним и летним.
Необходимо помнить, что интенсивность подогрева рабочей смеси должна быть минимальной, обеспечивающей лишь отсутствие топливной пленки, так как с увеличением подогрева
уменьшается весовое наполнение цилиндров двигателя, приводящее к снижению его мощности. В некоторых случаях чрезмерный подогрев приводит к детонационной работе двигателя. Подогрев должен быть тем больше, чем ниже температура окружающего воздуха и чем ниже октановое число применяемого топлива.
На двигателях М-20, выпускавшихся до 1950 года, заслонка подогрева смеси устанавливалась также вручную.
Механизм, фиксирующий одно из крайних положений заслонки (максимального или минимального подогрева) состоял при этом из рычага с оттяжной пружиной, надетых на ось заслонки (рис. 56 а).
Для минимального подогрева смеси рычажок должен быть установлен в положение А (отведен от двигателя); для максимального подогрева— в положение Б (подведен к двигателю). Занимать какое-либо промежуточное положение между максимальным и минимальным подогревом заслонка при этой конструкции фиксирующего механизма не может.
Путь газов, омывающих камеру подогрева для обоих положений заслонки, показан стрелками: сплошными— пр и минимальном подогреве и пунктирными— при максимальном.
На двигателях М-20, выпускающихся с начала 1950 года, и на двигателях ГАЗ-69 управление заслонкой осуществляется автоматически в зависимости от теплового состояния двигателя с помощью термостата, представляющего собой спиральную пружину, изготовленную из биметаллической ленты (инвар-немагнитная сталь), и специального грузика , закрепленного на оси заслонки (рис. 56 б). Внутренний конец пружины вставляется в прорезь оси заслонки, а наружный заводится против часовой стрелки за штифт на выпускном коллекторе, так что заслонка под воздействием пружины находится в положении, максимального подогрева. Грузик при этом действует на заслонку в противоположном направлении, стремясь повернуть ее в положение минимального подогрева.
До тех пор пока двигатель холодный, биметаллическая пружина, благодаря предварительному натяжению, удерживает заслонку в положении максимального подогрева (положение Б).
По мере нагревания двигателя пружина также нагреваете и, вследствие разности коэффициентов линейного расширения металлов, из которых она изготовлена (немагнитная сталь, имеющая больший коэффициент теплового расширения, располагается с внешней стороны спирали; инвар— с внутренней), Закручивается при этом. Таким образом предварительное натяжение пружины уменьшается, и она выключается из работы. В результате, заслонка под действием грузика , закрепленного на ее оси, повернется и займет положение минимального подогрева (положение Л). Биметаллическая спираль для исключения влияния на ее работу температуры окружающего воздуха закрывается кожухом. (Чтобы на рисунке было хорошо видно биметаллическую спираль, кожух на нем не изображен.)
Как указывалось выше, во впускной трубе двигателя ЗИМ-12, для улучшения смесеобразования после карбюратора, имеется два конусных насадка (по одному на каждую секцию), расположенных непосредственно под смесительными камерами карбюратора, Эти насадки (рис. 57) имеют по одному кольцевому отверстию внизу и по восьми прямоугольных отверстий на боковых поверхностях. Нижнее отверстие постоянно открыто; боковые же закрыты тонкими (толщиной 0,3 мм) пружинящими пластинками из нержавеющей стали. Каждая такая пластинка прикреплена к насадку с помощью винта и специальной накладки только в верхней части. Однако, благодаря своей упругости, она плотно прилегает к грани насадка по всей его плоскости.
При малой нагрузке двигателя, когда количество горючей смеси проходящей через насадки, невелико- боковые отверстия их закрыты. Вся смесь направляется при этом на горячую медную пластинку, отделяющую впускную трубу от выпускного коллектора, только через нижнее отверстие насадков , имеющее относительно небольшое проходное сечение (рис, 57а). Благодаря этому создаются благоприятные условия для лучшего распыления и испарения топлива при малых нагрузках двигателя.
При увеличении нагрузки двигателя пружинящие пластины под напором горючей смеси расходятся и пропускают ее также через боковые отверстия насадков (рис. 57 б). В результате интенсивность подогрева смеси и общее сопротивление системы уменьшается, отчего увеличивается наполнение цилиндров, а следовательно и мощность двигателя.
Подогрев смеси осуществляется здесь с помощью медной пластины толщиной 1,5 мм, отделяющей впускную трубу от выпускного коллектора.
Интенсивность подогрева регулируется заслонкой, помещающейся в средней части выпускного коллектора и направляющей на пластину, в зависимости от теплового состояния и нагрузки двигателя, большее или меньшее количество отработавших газов из первых трех цилиндров,
Заслонка управляется автоматически с помощью термостата и грузика (такие же, как на впускной трубе двигателей М-20 и ГАЗ-69), смонтированных на выступающем наружу конце оси заслонки.
Грузик стремится постоянно держать заслонку в положении максимального подогрева (вертикально), а отработавшие газы— по вернуть ее в положение минимального подогрева (горизонтально). Пока двигатель не прогрелся, термостат действует на заслонку в том же направлении, что и грузик ; на прогретом двигателе он так же, как и на двигателе М-20, выключается из работы.
Таким образом на холодном двигателе на медную пластину направляется наибольшее количество газов, так как открытию заслонки потоком отработавших газов в это время сопротивляется грузик и термостат; большая часть отработавших газов проходит при этом над заслонкой, омывая медную пластину (см. рис, 57 а). По мере, прогрева двигателя, когда выключается из работы термостат, интенсивность подогрева смеси уменьшается за счет уменьшения сопротивления открытию заслонки потоком отработавших газов, которые вон этом в большем количестве поступают в приемную трубу глушителя, минуя пластину. Точно также при увеличении нагрузки двигателя, когда процесс распыления топлива улучшается за счет увеличения скорости горючей смеси и открытия пластин насадков , интенсивность подогрева пластины уменьшается в результате того, что возрастающий при этом поток отработанных газов открывает заслонку на большую величину, уменьшая таким образом доступ отработавшим газам к пластине (см. рис. 57б).
Благодаря малой тепловой инерции медной пластины достигается быстрый подогрев горючей смеси при пуске двигателя при работе его на разных режимах обеспечивается соответствующее быстрое изменение интенсивности подогрева ее, Впускная труба и выпускной коллектор соединяются друг
с другом четырьмя болтами (газопровод М-20 и ГАЗ-69) или шпильками (газопровод ЗИМ-12) или двумя болтами и двумя шпильками (газопровод ГАЗ-51). Между впускной трубой и выпускным коллектором ставится железоасбестовая прокладка: на газопроводе двигателя ЗИМ-12 таких прокладок ставится две: одна между впускной трубой и пластиной подогрева в вторая между пластиной подогрева и выпускным коллектором. Крепление газопроводов к двигателям осуществляется с помощью шпилек (одиннадцати на двигателях ГАЗ-51 и ЗИМ-12 и семи на двигателях М-20 и ГАЗ-69) и гаек, изготовленных для предотвращения их пригорания к шпилькам из латуни. Под гайки, крепящие одновременно впускную трубу и выпускной коллектор, ставятся толстые стальные шайбы.
Между газопроводами и блоками устанавливаются железо-асбестовые прокладки: три на двигателях ГАЗ-51 и ЗИМ-12 (две крайние и одна средняя) и одна на двигателях М-20 и ГАЗ-69.