Сравнение автомобилей с различными типами двигателей

устройство ДВС

Следует сразу сказать, что паровые и электрические автомобили не выдерживают сравнения с другими типами автомобиля. Весьма низкая экономичность, большой вес и трудности в эксплуатации, связанные со значительным временем приведения установки в готовность, не позволяют широко применять паровые автомобили, и никакие положительные особенности не могут этот тип автомобиля сделать сравнимым с современным бензиновым автомобилем. Электрические автомобили имеют малый запас хода, большой вес двигателей, требуют большого расхода дефицитных материалов и наличия широкой сети зарядных станций. Эти обстоятельства не позволяют и электромобилю стать автомобилем общего назначения.

Остается сравнить обычные и газотурбинные автомобили. Этому вопросу в отечественной и зарубежной литературе уделяется весьма большое внимание. Со времени начала блестящего опыта применения газотурбинных двигателей в авиации в различных статьях не прекращаются высказывания о том, что газотурбинный автомобиль будет способен конкурировать с обычным
автомобилем.

Сейчас серийного выпуска газотурбинных автомобилей нет ни в одной стране, несмотря на более чем пятнадцатилетнюю напряженную работу мощных научно-исследовательских и конструкторских организаций. Проблема экономичности газотурбинного автомобиля еще не решена. Попытки улучшения экономичности влекут за собой потерю преимуществ, присущих газотурбинному автомобилю.

Если говорить о способности газотурбинного двигателя конкурировать с поршневым двигателем на грузовых автомобилях (особенно большегрузных) и автобусах, то следует иметь в виду, что в этих случаях газовую турбину приходится сопоставлять не только с бензиновым, но и с дизельным двигателем, а в этом случае сравнение по экономичности оказывается особенно невыгодным для газовой турбины.

Учитывая сказанное можно констатировать, что для сегодняшнего дня и ближайшего будущего двигатель внутреннего сгорания остается единственным практически выгодным типом автомобильного двигателя. Говорить о замене поршневого двигателя на автомобиле преждевременно. Следует совершенствовать рабочий процесс и конструкцию поршневого двигателя. Этой задаче и подчинен дальнейший анализ развития конструкции автомобильного двигателя.

Естественно, что совершенствуя основной тип автомобильного двигателя, необходимо проводить и поисковые работы по отысканию принципиально новых процессов и схем преобразования тепла топлива в работу движения автомобиля.
Учитывая, что на развитие конструкции двигателя сильное влияние оказывало и оказывает общее развитие автомобильной промышленности, перед рассмотрением путей развития конструкции рассмотрим этапы развития автомобильной промышленности.

Газобаллонные автомобили

Газобалонный автомобиль ГАЗ-АА (1939)
Газобалонный автомобиль ГАЗ-АА (1939)

Газобаллонные автомобили появились во время первой мировой войны. Целью их применения было заменить дефицитный бензин светильным или другим газом, часто являющимся отходами производства, имеющимися на месте. Первые пробы проводились с использованием в качестве резервуаров для газа мягких резиновых баллонов низкого давления, размещаемых на крыше автомобиля, затем использовали обычные баллоны для сжатых газов и наконец пришли к выводу, что наиболее выгодно использовать сжатые газы на газобаллонных автомобилях при давлении около 200 кг/см2. Собственный вес баллонов при использовании легких сплавов с оплеткой стальной проволокой может быть сведен к минимуму (до 3 кг/м3). Для сжиженных газов баллоны изготовляются для максимального рабочего давления до 16 кг/см2 (расчетное 24 кг/см2). Вес их (около 0,5 кг/м3) превосходит вес бензиновых баков того же объема приблизительно в три-четыре раза (для сжатых газов в 25—30 раз).

Эксплуатация универсальных автомобилей, могущих работать как на бензине, так и на баллонных газах, обеспечивает бесперебойную работу автомобиля повсеместно, независимо от наличия газа. Однако такие автомобили не могут считаться совершенными, так как их мощность даже при работе на бензине ниже, чем у обычных бензиновых из-за меньшего коэффициента наполнения в связи с добавочным сопротивлением в комбинированном смесителе-карбюраторе; кроме того, лишний вес баллонов и оборудования ухудшает динамику автомобиля и снижает его грузоподъемность. При работе на газе мощность универсальных двигателей из-за падения коэффициента наполнения, меньшей теплотворности смеси и меньшего механического к.п.д. несколько ниже, чем при работе на бензине. Мощность двигателя может снижаться для сжатых газов в пределах до 20% и для сжиженных до 10%. Высокие октановые числа сжатых и сжиженных газов (более 100) позволяют повышать степень сжатия до 8—12, кроме того, применяя раздельные впускные и выпускные трубопроводы и специальные смесители, можно при конвертировании на газ предельно увеличить мощность двигателей для сжатых среднекалорийных газов на 20% и для сжиженных на 40%.

Таким образом, для газобаллонных автомобилей со специальными газовыми двигателями можно не только применять эти газы как заменители бензина, но и получать при этом более высокие динамические и эксплуатационные показатели автомобилей. Главным условием использования таких специальных газовых автомобилей является бесперебойное снабжение их газом, для чего требуется создание сети газонаполнительных станций на всей территории эксплуатации.

Газобаллонные автомобили находят применение в Западной Европе и в США. В СССР работа по созданию и усовершенствованию газобаллонных автомобилей началась в 1936 г. в НАМИ (тогда НАТИ). В результате совместной работы НАМИ с Московским и Горьковским автомобильными заводами были созданы советские газобаллонные автомобили, регулярный выпуск которых начался в 1939 г.