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.

Особенности газогенераторных автомобилей

Автомобиль с газогенераторной установкой-прицепом
Автомобиль с газогенераторной установкой-прицепом

Посмотрим, какие же причины заставляют в обычных условиях эксплуатации избегать применения газогенераторных автомобилей. Прежде всего, работа на генераторном газе вызывает резкое снижение мощности и если просто перевести обычный бензиновый двигатель на генераторный газ, то мощность снижается до 40—50%. Такое падение мощности объясняется меньшей теплотворностью газовоздушной смеси по сравнению с бензиновоздушной. При работе на генераторном газе меньше коэффициент наполнения, коэффициент молекулярного изменения и механический к. п. д.

Конвертирование двигателя для работы на генераторном газе обычно сопровождается рядом переделок. Прежде всего, повышают степень сжатия, так как октановое число генераторного газа близко к 100. Кроме того, впускные трубопроводы выполняют для газовых двигателей отдельно от выпускных, устраняя таким образом подогрев смеси. Эти меры позволяют уменьшить падение мощности при переходе с бензина на генераторный газ до 20—30%. Переход на верхние впускные клапаны может сократить падение мощности при конвертировании до 5%.

Наряду со снижением мощности двигателя, вес газогенераторных автомобилей по сравнению с бензиновыми увеличивается, а грузоподъемность из-за громоздкой и тяжелой газогенераторной установки и запаса топлива уменьшается. Вследствие этого ухудшается динамика. Первоначальная стоимость газогенераторного автомобиля выше, эксплуатация его дороже, уход за ним сложнее, квалификация обслуживающего персонала должна быть выше, дороже и сложнее ремонт, короче пробеги до ремонта и технического обслуживания. В связи с этим к газогенераторным автомобилям прибегают как к крайнему средству замены бензиновых автомобилей, когда нет жидкого топлива или нерентабельна его доставка.

Опыты по созданию газогенераторных автомобилей в различных странах

Автомобиль с газогенераторной установкой
Автомобиль с газогенераторной установкой

В 20-х годах XX в. начались работы по созданию газогенераторных автомобилей в Германии, а также Швеции, Австрии, Японии, Бельгии и других странах.
В СССР газогенераторные автомобили начали появляться во время гражданской войны. Первые газогенераторные установки для древесного угля были построены под руководством С. И. Декаленкова. Почти в то же время проф. В. С. Наумов создал для автомобиля первую советскую угольную газогенераторную установку У-1 которая была испытана в 1923 г. Регулярный выпуск газогенераторных автомобилей начался на Московском Горьковском автомобильных заводах в 1936 г. В создании и усовершенствовании отечественных транспортных газогенераторов приняли советские научные учреждения: НАМИ, НАТИ, ЛТА, ЦНИИМЭ, ВИСХОМ и другие.

Необходимо отметить, что, хотя опыт постройки газогенераторных автомобилей более чем за 40 лет показал их полную пригодность, и в это время построено и прошло длительную эксплуатацию много различных моделей газогенераторных автомобилей, включая легковые, даже в странах, не имеющих запасов жидкого топлива, в мирное время отказываются от широкой эксплуатации газогенераторных автомобилей. Их используют только в случае острой необходимости, там, где нет жидкого топлива, или в районах, удаленных от баз снабжения жидким топливом, например, у нас на отдаленных лесозаготовках.

Газогенераторные и газобаллонные автомобили

Газогенераторный автомобиль
Газогенераторный автомобиль

Газогенераторные автомобили появились после создания бензиновых автомобилей. Их появление стимулировалось стремлением заменить ставший дефицитным бензин твердым недефицитным местным топливом. Начало постройки пригодных для эксплуатации стационарных газогенераторных установок с двигателями внутреннего сгорания относится к концу восьмидесятых годов XIX в.

Заводы Отто — Дейц и Крослей начали выпуск таких установок, построенных на принципе Дауссона.
В 1905 г. английский автомобильный завод Торникрофт пробовал применить газогенераторную установку для своего грузового автомобиля, но опыт не дал положительных результатов, хотя на моторных лодках газогенераторные установки конструкции Торникрофт успешно работали.

В начале первой мировой войны во Франции начались работы по созданию газогенераторных автомобилей и в 1914 г. состоялся первый в истории пробег газогенераторного автомобиля по маршруту Париж — Руан. Хотя этот пробег не дал положительных результатов, работы продолжались, и к 1916 г. по тому же маршруту был пущен газогенераторный автобус. Во время войны во Франции, испытывавшей острый недостаток в бензине, продолжались опыты постройки газогенераторных автомобилей, завершавшиеся созданием пригодных для эксплуатации машин. С 1922 г. начинаются регулярные ежегодные конкурсные испытания газогенераторных автомобилей. Эти испытания показали пригодность их для эксплуатации. Особенно широко внедрить газогенераторные автомобили стремилась французская армия, в связи с чем были установлены многие льготы для приобретающих и эксплуатирующих газогенераторные автомобили. Наибольшая заслуга в создании газогенераторных автомобилей принадлежит французским заводам Панар — Левассор, Берлие и Рено.