Повышение числа оборотов коленчатого вала

Устройство и принцип работы коленчатого вала
Устройство и принцип работы коленчатого вала

Решить задачу постройки двигателя для автомобиля удалось только благодаря увеличению числа оборотов коленчатого вала до нескольких сотен в минуту. Двигатель Даймлера, установленный на первом его мотоцикле, развивал до 600—800 об/мин, а двигатель первого автомобиля Бенца только 300—400 об/мин.

Вскоре в одно- и двухцилиндровых двигателях автомобилей число оборотов коленчатого вала достигло 1000—1200 и даже 1500 об/мин. К 1905 г. даже четырехцилиндровые, сравнительно тогда менее быстроходные двигатели, развивали максимальную мощность при 1000—1200 об/мин. К 1915 г. число оборотов коленчатого вала поднялось до 1500, а в наиболее быстроходных до 1800 об/мин.

После первой мировой войны число оборотов коленчатого вала двигателя достигло 2000—2500 об/мин (к 1925 г.), к 1935 г.—3200-3400 об/мин, к 1945 г.—4000 и к 1955 г.—4500—5000 об/мин, а к 1961 г.—6000 об/мин.

Как упомянуто выше, двигатели грузовых автомобилей характеризуются соответственно меньшим числом оборотов коленчатого вала. Дизельные двигатели остаются тихоходными, и за тридцатилетие число оборотов коленчатого вала повысилось только от 1000 до 2000 об/мин. Только в некоторых, как, например, советских дизельных двигателях ДБ (двигатели P. H. Бриллинга) число оборотов коленчатого вала достигает 3000 об/мин. Также следует указать на двигатели Перкинс, достигавшие 4000 об/мин еще в середине 30-х годов XX в.

Стремление повысить число оборотов коленчатого вала двигателей было естественным, так как только многооборотные двигатели позволили получить легкую, компактную и достаточно мощную конструкцию, пригодную для автомобиля. Но, достигнув 1000 — 1500 об/мин, конструкторы столкнулись с рядом затруднений, из которых главнейшими были ухудшение наполнения цилиндров свежей смесью, необходимость хорошего уравновешивания кривошипно-шагунного механизма и уменьшения механических потерь, сильно возраставших с повышением числа оборотов коленчатого вала.

Внешний вид коленчатого вала
Внешний вид коленчатого вала

Превышение двигателями порога безопасности движения

Трехосный самосвал МАЗ-530 (1956—1962) с двигателем 450 л.с.
Трехосный самосвал МАЗ-530 (1956—1962) с двигателем 450 л.с.

Рост мощности автомобильных двигателей после того, как скорость движения автомобилей намного превысила скорость конных повозок, объясняется стремлением повысить максимальную скорость. Однако автомобили очень быстро достигли таких скоростей движения, которые намного превзошли скорости, допустимые условиями безопасности движения. Пришлось вводить даже ограничительные законы. И все же мощность двигателей росла, причем цель ее увеличения была уже не в достижении еще больших скоростей, опасных для обычных автомобилей, а в достижении высоких ускорений при трогании с места, разгоне автомобиля и обгонах других машин.

Кроме того, что повышение мощности двигателей улучшает динамику автомобилей, с увеличением мощности легче достигается бесшумность работы двигателя, износ его уменьшается, увеличиваются межремонтные пробеги, долговечность и надежность автомобиля возрастают и облегчается управление. Но безрассудное увеличение мощности, как это имеет место в США, где главным стимулом является реклама, приводит к чрезмерно большим мощностям двигателей, которые не диктуются никакими конструктивными и эксплуатационными соображениями. Рост мощности двигателей связан также с необходимостью увеличения запаса мощности при переходе к бесступенчатым трансмиссиям, а также обусловлен увеличением затраты мощности на привод различных вспомогательных устройств автомобиля.

Мощность бензиновых двигателей грузовых автомобилей обычно ниже аналогичных двигателей легковых автомобилей, однако, следует выделить класс большегрузных автомобилей, у которых мощность двигателей часто значительно превышает максимальную мощность двигателей легковых автомобилей. Так, советские дизельные двигатели Д-12А, устанавливаемые на автомобилях-самосвалах большой грузоподъемности (25—40 т), имеют мощности 300 и 450 л. с., такие же мощности имеет ряд зарубежных автомобильных дизельных двигателей. Отдельные карбюраторные двигатели грузовых автомобилей также имеют весьма высокую мощность. Так, карбюраторные двигатели, применяемые для грузовых автомобилей в США, имеют мощности около 800 л. с.

РСЗО 9К58 «Смерч» с дизельным двигателем Д-12А
РСЗО 9К58 «Смерч» с дизельным двигателем Д-12А

Увеличение мощности двигателей с 1925 по 1945 годы

Citroen Traction Avant - Ситроен в 1930-х
Citroen Traction Avant

В 1925 г. средняя мощность европейских автомобилей немногим превосходила 30 л. с., так как получили широкое распространение малолитражные автомобили с мощностью 15—20, а иногда и 10 л. с., например, английский Остин 10 л. с., германский Ганомаг 10 л. с., французский Ситроен 11. л. с.
Наряду с малолитражными выпускались в Европе и автомобили высокого класса, например, английский Даймлер, германский Мерседес и французский Рено с двигателями мощностью более 100 л. с.

Средняя мощность американских автомобилей в 1925 г. значительно превосходила 50 л. с. (Пирс — Арроу, Локомобиль, Линкольн, Дюзенберг, Кэннингхем), хотя были широко распространены и такие автомобили, как Форд-Т с двигателем мощностью 20 л. с. и автомобиль Шевроле с двигателем мощностью 26 л. с.

В 1935 г. средняя эффективная мощность двигателей европейских автомобилей, считая по моделям, приблизилась к 50 л. с., в то время как по общему числу малолитражные автомобили, имеющие двигатели мощностью 20-35 л. с., стали составлять большую часть европейских машин. Автомобили высокого класса имели двигатели мощностью около 200 л. с. В это время в США средняя мощность автомобильных двигателей достигла 100 л.с., а в автомобилях высокого класса до 185 л. с.

Этапы эволюции автомобиля: 1920-1945 годы

Horch 853 A Erdmann & Rossi Sport Cabriolet
Horch 853 A Erdmann & Rossi Sport Cabriolet

Мировой кризис 1920—1921 гг. задержал развитие автомобильной промышленности в Европе и вызвал крах многих маломощных и исчезновение спекулятивных фирм, порожденных войной.
Период между двумя мировыми войнами (1920-1930-е и начало 1940-х гг.) характеризуется распространением метода поточно-массового производства в Европе. Конструкция автомобиля, стабилизировавшаяся в предыдущий период, совершенствуется. Обращается большее внимание на комфортабельность автомобилей, увеличение их скорости и способности к быстрому разгону.

Большое внимание уделяется легкости и простоте управления и ухода за автомобилем, повышается его надежность. В связи с введением массового производства значительно снижается стоимость автомобилей и увеличивается их выпуск, достигший во всем мире в 1937г. 6 млн. автомобилей в год (из них около 4 млн. в США). Автомобильный парк к началу второй мировой войны достигает 45 млн. автомобилей (из них около 30 млн. в США). В этот период устанавливается современная конструкция автомобиля со всеми ее особенностями и различием направлений в Европе и США.

Широкое распространение малолитражных автомобилей (с литражом двигателей в среднем до 1,5 л) в Европе, их высокая экономичность и более высокая цена, чем в США, характеризуют европейское направление развития автомобилестроения.

Повышенная мощность и литраж двигателей (3—5 л), более высокие скорости (100 км/час и выше) и большая комфортабельность обычных стандартных автомобилей при их невысокой по сравнению с европейскими автомобилями цене характеризует американское направление.

Необходимо отметить глубокий кризис, потрясший автомобильную промышленность в 1929—1932 гг. Впервые за все время существования автомобильной промышленности, в 1932 г., наличие автомобилей в мире сократилось на 3,5 млн. (в 1931 г. - 35,8 млн., в 1932 г. - 33,3 млн.), что объясняется резким падением производства: с 6 млн. в 1929 г. до 2 млн. (и менее) в 1932 г. В США автомобильный парк в 1929г. составлял 26,5 млн., а в 1933 г.— 23,6 млн.; производство автомобилей в 1929 г. было 5,35 млн., в 1932 г.— всего 1,37 млн.

Кризис автомобильной промышленности сопровождался крахом более мелких предприятий и ростом крупных монополий. За период войны 1940—1945 гг. снова повторились обстоятельства, подобные тем, что повлияли на автомобильную промышленность мира в 1914—1918 гг. Западноевропейская автомобильная промышленность в значительной степени была дезорганизована и разрушена, в то же время американская преуспевала в результате военных поставок. Правда, промышленность США, принявшая в этой войне, большее участие, чем в первой мировой войне, подверглась полной милитаризации, выпуск гражданской продукции был прекращен, но наличие военных заказов способствовало развитию большинства заводов.

← РаньшеПозже →