Форсированные двигатели с наддувом (компрессорные)

Дюзенберг Родстер (1931) - один из первых автомобилей с компрессоным двигателем (машина гангстера Коломбо из “В джазе только девушки”)
Дюзенберг Родстер (1931) - один из первых автомобилей с компрессоным двигателем (машина гангстера Коломбо из “В джазе только девушки”)

Кроме автомобилей массового выпуска, многие заводы, особенно европейские, выпускают спортивные автомобили с форсированными двигателями, причем форсирование производится как в результате повышения степени сжатия (при условии использования высокооктановых топлив и смесей), так и в результате увеличения числа оборотов. В связи с форсированием литровая мощность двигателей гоночных автомобилей повышается до 100-120 и даже выше 120 л.с/л. Для гоночных вариантов дальнейшее форсирование возможно путем установки нагнетателя, увеличивающего наполнение двигателя, особенно при значительном повышении числа оборотов коленчатого вала.

Следует заметить, что автомобили с “компрессорными двигателями”, как раньше называли двигатели с наддувом, выпускались в период между первой и второй мировыми войнами. Это германские автомобили Мерседес-Бенц ССК, американский Дюзенберг. Первый из них развивал литровую мощность выше 30, а второй — около 47,5 л.с/л.

Наддув, как средство повышения литровой мощности, широко применяется на автомобильных дизельных двигателях, у которых при относительно небольших оборотах коленчатого вала достигнуты весьма высокие значения литровой мощности (свыше 30 л.с/л). Для карбюраторных двигателей форсировка наддувом ограничивается детонацией и величина давления наддува не может быть высокой. Это было установлено еще в 30-х годах и дальнейшее развитие двигателей шло по пути повышения степени сжатия и числа оборотов коленчатого вала.

Редкая спортивная модель с форсированным мотором - Mercedes CCK
Редкая спортивная модель с форсированным мотором - Mercedes CCK



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)



Повышение литровой мощности автомобильных двигателей

Один из первых автомобилей Даймлера
Один из первых автомобилей Даймлера

Характерной оценкой степени совершенства автомобильного двигателя является его литровая мощность, представляющая отношение максимальной эффективной мощности к литражу.
Литровая мощность первых двигателей Даймлера и Бонна была около 1 л.с./л. К.1895 г. литровая мощность автомобильных двигателей достигла 3,0—3,5 и к концу XIX в. 4 л. с./л.

К 1905 г. литровая мощность в обычных двигателях легковых автомобилей достигла 6, а в лучших образцах комфортабельных автомобилей, спортивных и гоночных вариантах повысилась до 7—8 и даже более 9 л. с./л. К началу первой мировой войны средняя литровая мощность была около 9, а к 1925 г. достигла 15 л.с./л. В период 1935—1945 гг. средняя литровая мощность была 25; к 1955 г. приблизилась к 35—40 л.с./л., а в форсированных двигателях до 50 л.с./л. В 1961 г. литровая мощность многих двигателей составляла от 40 до 50 л.с./л, а в отдельных— до 65 л.с./л. К 2009 году литровая мощность достигла 100л.с./л.

Повышение литровой мощности достигалось вследствие повышения числа оборотов коленчатого вала двигателя и увеличения среднего эффективного давления. О мерах, применяемых для увеличения числа оборотов, было сказано выше, поэтому коснемся вкратце способов повышения среднего эффективного давления.

Чтобы с повышением числа оборотов коленчатого вала не происходило падения среднего эффективного давления, необходимо обеспечить достаточно высокий коэффициент наполнения и уменьшить механические потери в двигателе. Кроме того, поднять величину среднего эффективного давления позволяет увеличение степени сжатия, что вместе с увеличением числа оборотов дает рост литровой мощности.

Автомобиль Peugeot 402 (1936) со оригинальным расположением передних фар
Автомобиль Peugeot 402 (1936) со оригинальным расположением передних фар



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.

  • Позже →