Предпосылки повышения литровой мощности двигателей

Volvo P-1800 1961 г.в. (1960-1963), которому удалось проехать за 40 лет более 4 млн. км без капремонта двигателя
Volvo P-1800 1961 г.в. (1960-1963), которому удалось проехать за 40 лет более 4 млн. км без капремонта двигателя

Величина литровой мощности обычных, широко эксплуатируемых автомобильных двигателей на том или ином этапе их развития соответствует уровню развития техники и в полной мере отражает технологические возможности автомобильной промышленности. Несмотря на то, что есть и всегда была полная возможность выпускать двигатели с литровой мощностью, превосходящей среднюю величину, характерную для данного периода, большинство заводов, даже в рекламных целях не стремится к этому, а придерживается значений, обеспечивающих долговечность двигателей. Если предел повышения степени сжатия зависит от октанового числа топлива, то число оборотов коленчатого вала двигателя ограничивается технологическими возможностями, степенью совершенства балансировки и уравновешивания двигателя, методами обработки, износостойкостью и прочностью деталей.

Конструкторы автомобилей, исходя из реальных возможностей, не стремятся достигнуть рекордно высоких литровых мощностей автомобильных двигателей, а главной характеристикой двигателей считают их долговечность при эксплуатации на обычном топливе и масле в любых климатических и дорожных условиях. В результате такой установки межремонтные пробеги получаются достаточно высокими, затраты на ремонт и эксплуатацию сокращаются и надежность автомобилей возрастает.

Литровая мощность двигателей грузовых автомобилей, как правило, ниже, чем двигателей легковых автомобилей. В грузовых вариантах двигателей при неизменной их конструкции с двигателями легковых автомобилей обычно при помощи предельного регулятора уменьшается степень сжатия и ограничивается число оборотов.

Американские грузовики, отличающиеся внушительным ресурсом двигателя (несколько млн. км)
Американские грузовики, отличающиеся внушительным ресурсом двигателя (несколько млн. км)



Эволюция литража автомобильных двигателей

Малолитражный автомобиль БМВ Изетта (BMW Isetta) с двигателем 0.3 литра (1956-62)
Малолитражный автомобиль БМВ Изетта (BMW Isetta) с двигателем 0.3 литра (1956-62)

Весьма важной характеристикой двигателя является литраж, т. е. суммарный рабочий объем всех цилиндров, выраженный в литрах. Первые одноцилиндровые двигатели Даймлера и Бенца имели рабочий объем менее 1 л.
С появлением двухцилиндровых двигателей их литраж достиг 1,5—2,3 л и, наконец, в четырехцилиндровых двигателях начала XX в. 2,5—5,5 л, а в особенности мощных—7—9-цилиндровых — и в двигателях гоночных автомобилей до 12, 15 и 18л. К началу первой мировой войны максимальный литраж начал уменьшаться и наибольшее число наиболее комфортабельных автомобилей имели двигатели литражом до 6—7 л. После первой мировой войны число двигателей с литражом 6—7 л сократилось, и когда появились в 30-х годах двенадцати- и шестнадцатицилиндровые двигатели, их литраж был максимальным и достигал 6,5—7,5 л. С исчезновением после второй мировой войны двенадцати- и шестнадцатицилиндровых двигателей наметилось снижение литража, так как значительно поднялась литровая мощность, и максимальный литраж двигателей первоклассных автомобилей упал до 5,82 л.

За десятилетие (1945—1955 гг.) максимальный литраж незначительно сократился (на 0,1—0,2 л), а с 1955 г. начал снова расти вследствие увеличения диаметра цилиндров двигателей без изменения хода поршня. В настоящее время легковые автомобили Европы в преобладающем большинстве малолитражные. Получающие распространение в последнее время так называемые «микролитражные» автомобили имеют обычно двухцилиндровые двигатели с рабочим объемом 0,2— 0,5 л. Европейские легковые автомобили среднего литража имеют рабочий объем двигателей 1,5—2,5 л, при этом следует заметить стремление к некоторому небольшому повышению литража сравнительно с предшествовавшими моделями. Литраж автомобилей высокого класса в Европе колеблется в пределах 3,5—4,5 л и редко выше. Легковые автомобили США отличаются большим, чем в Европе литражом: для автомобилей высокого класса 4,5—6,13 л, для автомобилей среднего класса 2,5—4 л.

С литражом менее 2,5 л в США выпускается достаточно мало автомобилей, и они не получили широкого распространения. Литраж двигателей грузовых автомобилей достигает больших величин, как в Европе, так и в США, начиная с тех же значений, что и у легковых автомобилей. Литраж дизельных двигателей тяжелых грузовых автомобилей доходит до 15 л, а на специальных автомобилях и больше. Литраж бензиновых двигателей ограничивается в Европе 6—7 л, а в США до 9,5 л и иногда выше.

Aston Martin DB4 с 4,5-литровым двигателем мощностью 420 л.с. (1958-63)
Aston Martin DB4 с 4,5-литровым двигателем мощностью 420 л.с. (1958-63)


  • Эффективное и увлекательное обучение игре на гитаре на блоге начинающего музыканта Bloat.ru.
  • Блог Трубача
  • Записки бывшего солдата о службе, Родине и гражданке.

  • 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

    Позже →