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



Преимущества многоцилиндровых двигателей

16-цилиндровый двигатель Cadillac 16-cylinders engine
16-цилиндровый двигатель Cadillac

Одним из важнейших преимуществ многоцилиндрового двигателя является существенное уменьшение хода поршня, а, следовательно, и скорости поршня, приводящее к уменьшению износа.
Немаловажную роль в погоне за большим числом цилиндров сыграла большая легкость глушения шума выпуска при увеличении числа цилиндров и большая надежность и легкость пуска двигателя из-за частоты вспышек и малого момента инерции маховика.

Стимулом к увеличению числа цилиндров является также удельный вес двигателя, представляющий отношение веса двигателя в килограммах к его мощности в лошадиных силах. С увеличением числа цилиндров удавалось значительно сократить удельный вес двигателя, облегчить автомобиль и улучшить динамику и комфортабельность (максимальную скорость, приемистость, бесшумность, отсутствие вибраций).

Но на пути увеличения числа цилиндров стояли серьезные препятствия. Прежде всего, увеличение числа цилиндров влекло за собой увеличение деталей, удорожание производства, эксплуатации и ремонта автомобиля, усложняло уход за ним и требовало высокой квалификации водителя.
Влияние всех этих факторов всегда ограничивало применение многоцилиндровых двигателей для дешевых автомобилей с двигателями малой мощности. Как правило, малолитражные автомобили имеют до настоящего времени четырехцилиндровые двигатели и редко двухцилиндровые.

Шестицилиндровые двигатели преобладали на автомобилях среднего и отчасти высокого класса, начиная с момента их развития — после 1910 г. до 50-х г. Однако они в связи с усовершенствованием восьмицилиндровых двигателей начали уступать место последним сначала в США, где в 20-х годах преобладали шестицилиндровые, а в 30-х годах начался переход на восьмицилиндровые. Наконец, в 50-х годах с появлением короткоходных V-образных восьмицилиндровых двигателей восьмицилиндровые повсюду вытесняют все типы двигателей на автомобилях высокого и среднего класса.

Необходимо заметить, что на первых шагах автомобилестроения, несмотря на высокое качество материалов, применяемых конструкторами и технологами, пробег автомобилей до ремонта был сравнительно невелик, так как не было еще опыта эксплуатации автомобилей и некоторые детали изнашивались значительно раньше других. Не были найдены еще наиболее стойкие сплавы, например для выпускных клапанов, не было правильных методов термической обработки ряда деталей, например закалки токами высокой частоты поверхностей трения и т. д., а поэтому сроки службы многих деталей и межремонтные пробеги были невысоки. Конструкторы старались снижать механические нагрузки на детали кривошипно-шатунного механизма и тепловые напряжения, особенно выпускных клапанов, уменьшая мощность, приходящуюся на один цилиндр. Таким образом, стремление к повышению прочности двигателя, наталкивало; конструкторов на мысль увеличить число цилиндров.

Нужно отметить, что мощность одного цилиндра двигателей автомобилей средней и малой мощности долго не превосходила 15 л. с. До половины 20-х годов только в автомобилях высокой мощности, спортивных и первоклассных с шестицилиндровыми двигателями, можно было встретить мощность в одном цилиндре двигателя более 15 л. с. В 30-х годах шести- и восьмицилиндровые двигатели высокой мощности начали выходить за пределы 15 л. с. на один цилиндр и это было вполне закономерно, так как к этому времени конструкторы освоили высокопрочные материалы, наиболее рациональную термическую и механическую обработку и более совершенную конструкцию деталей, что повысило износостойкость деталей, позволило приблизиться к равнопрочности деталей двигателя и удлинило межремонтные пробеги. Кроме того, мощные двигатели, устанавливаемые на комфортабельных автомобилях, сравнительно мало времени работают при полной нагрузке и поэтому обычный режим их работы не вызывает чрезмерных износов.
В настоящее время в двигателях автомобилей высокого класса с V-образными восьмицилиндровыми двигателями мощность приближается к 40-60 л. с. на один цилиндр.

Гоночный автомобиль Monaco Trossi (1935) с нестандартной компоновкой двигателя
Гоночный автомобиль Monaco Trossi (1935) с нестандартной компоновкой 16-цилиндрового двигателя


  • Ищете хорошо оплачиваемую работу в Кирове? Все актуальные вакансии Кирова можно обнаружить на сайте hh43.ru.
  • Ford Focus 2 - вторая редакция пользующегося большой популярностью в России автомобиля среднего класса.
  • Сreel.ru - уголок мечтателя и приют романтика.

  • Увеличение коэффициента наполнения двигателя

    Гоночный автомобиль Bugatti Type 37 Replica 1927 года выпуска
    Гоночный автомобиль Bugatti Type 37 Replica 1927 года выпуска

    Повысить коэффициент наполнения двигателя удалось, прежде всего, в результате доводки фаз распределения. В первых двигателях применялись автоматические клапаны впуска, открытие их начиналось после верхней мертвой точки (в. м. т.). До 1900 г. более половины всех двигателей имели автоматические впускные клапаны и только после 1902 г. их число стало быстро падать и после 1905 г. оставалось менее 5% таких двигателей. Но конструкторы, определяя начало фазы впуска при механических впускных клапанах, еще долгое время устанавливали начало открытия клапана с запаздыванием на величину до 15 и даже 25° поворота коленчатого вала, хотя наиболее проницательные из них принимали величину запаздывания менее 5 до 0° (Дион — Бутон). Наконец, после более точных исследований условий наполнения цилиндра наиболее прогрессивные конструкторы убедились, что открытие впускного клапана необходимо производить с опережением тем большим, чем быстроходнее двигатель. До первой мировой войны только на некоторых гоночных автомобилях (Бугатти) встречалось опережение впуска и только к концу 20-х гг. XX в. наиболее прогрессивные конструкторы начали применять опережение впуска на стандартных широко распространенных автомобилях. В 30-х годах опережение впуска стало общепризнанным. Если в двигателях ранних конструкций редко можно было встретить продолжительность впуска 190° и выпуска 230°, то в современных двигателях легко достигают продолжительности обеих фаз 260°.

    Для повышения коэффициента наполнения, кроме увеличения фаз, постепенно совершенствовали впускной тракт и смесительную камеру карбюратора. В результате у двигателей, работающих при высоких числах оборотов, были получены высокие значения коэффициента наполнения.


    Сервис Блогун


    Блогун - монетизируем блоги

    Увеличение мощности двигателей с 1885 по 1925 годы

    Первый автомобиль Карла Бенца - Carl Benc first car

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

    Первый автомобиль Карла Бенца

    После исторического обзора и общей оценки эксплуатационно-технических показателей разных типов автомобилей рассмотрим подробно, каким путем шло совершенствование автомобильных поршневых двигателей внутреннего сгорания. Анализ путей совершенствования двигателей будем вести от первых конструкций 1885 г. и затем последовательно, останавливаясь на наиболее интересных усовершенствованиях, рассмотрим конструкции двигателей, доводя обзор до современных моделей.

    Прежде всего, рассмотрим, как изменялась эффективная мощность автомобильных двигателей. Первые двигатели Даймлера и Бенца развивали мощность около 1 л. с. Конструкторы еще не ставили другой задачи, кроме возможности приводить в движение мотоцикл у первого и легкий трехколесный автомобиль у второго. Вопрос о скорости движения еще не возникал; вполне достаточным являлось достижение возможности двигаться без вынужденных остановок и аварии. Но как только была решена эта задача, стал вопрос о достижении скорости движения большей, чем развивали конные повозки, что удалось осуществить довольно быстро. Первые шаги были сделаны по пути увеличения числа цилиндров, повышения числа оборотов коленчатого вала и увеличения литража двигателя.

    К моменту первых гонок в 1894 г. мощность автомобильных двигателей достигала 2—3 л. с., а к концу XIX в. были уже автомобили с мощностью двигателя больше 10 л. с. Средняя мощность автомобильных двигателей 1905г. была около 12 л. с. Спортивные и особенно гоночные автомобили отличались по тому времени громадными мощностями. Так, из 13 автомобилей, участвовавших в гонках 1906 г., 12 автомобилей имели двигатели мощностью от 105 до 130 л. с. и только один автомобиль (Грегуар) имел двигатель мощностью 70 л. с. Средняя мощность автомобилей 1916 г. была более 25 л. с.

    Во время первой мировой войны совершенствование автомобильных двигателей задержалось, так как для нужд войны было расширено производство существовавших моделей. Однако разрабатывались новые более совершенные модели, которые были поставлены на производство после войны, когда снова начался выпуск автомобилей для рынка.

    Позже →