Предпосылки улучшения экономичности двигателя

Бензовоз Faneol (1930)
Бензовоз Faneol (1930)

Изменение эффективного к.п.д. автомобильных карбюраторных двигателей в процессе развития характеризуется резким ростом экономичности от начала появления бензиновых двигателей до 1925—1927 гг., далее рост идет с несколько ослабленным темпам.

Сильное улучшение экономичности в первые годы развития автомобильных двигателей обусловлено постепенным устранением различных недостатков рабочего процесса, имевших место в подавляющем большинстве двигателей. К этим недостаткам можно отнести следующие. Низкие степени сжатия вследствие неудовлетворительных форм камер сгорания. Ненормальное смесеобразование, обусловленное применением тогда конструкций карбюраторов, не обеспечивающих хорошего распыливания топлива. Частые нарушения нормального состава смеси в стороны переобогащения или переобеднения. Слишком большая нестабильность состава смеси по цилиндрам, обусловленная неудовлетворительным распыливанием топлива и неудачными конструкциями впускного и выпускного трубопроводов. Частое несоответствие момента зажигания режиму работы двигателя. Нарушения режима охлаждения — зачастую стремление к поддерживанию ненормально низкой температуры охлаждающей воды и т. п.

Наряду с устранением различных ненормальностей в рабочем процессе и конструкции двигателя сильное влияние на рост экономичности обусловило повышение степени сжатия, которая при небольших значениях влияла на экономичность значительно сильнее. В последующие годы экономичность двигателей неуклонно улучшалась главным образом благодаря постепенному повышению степени сжатия.

Автомобиль Pontiac Grand Ville (1973)
Автомобиль Pontiac Grand Ville (1973)



Улучшение экономичности двигателя

Роскошный роадстер Ford Phaeton (1934)
Роскошный роадстер Ford Phaeton (1934)

При изготовлении первых автомобилей еще не задавались экономией топлива. Главное стремление конструкторов заключалось в том, чтобы обеспечить бесперебойное движение. Вскоре было обращено внимание и на расход топлива, поскольку именно он определял размеры баков, обеспечивающих заданный запас хода, а при определенном объеме баков ограничивает его.

Рассмотрим изменение удельного расхода топлива в граммах на одну эффективную л.с. в час. Расход топлива в первых двигателях превосходил 500 г э.л.с.ч. и доходил даже до 1 кг/э. л. с. ч. В 1905г. испытания на стендах показывали удельный расход в 400—700 г/э.л.с.ч., а минимальный расход доходил до 350 г/э.л.с.ч. Автомобильные двигатели периода, предшествовавшего первой мировой войне, давали уже минимальный расход бензина в 270—300 г/э.л.с.ч.

Повышение степени сжатия и усовершенствование карбюраторов позволили в дальнейшем снизить расход бензина до 240—220, а в лучших современных бензиновых двигателях — до 120 г/э.л.с.ч. и более. Применение непосредственного впрыска бензина и повышение степени сжатия позволят еще снизить удельный расход топлива, приближая его к расходу дизельного двигателя.

Дизельные двигатели отличаются более высокой экономичностью и в зависимости от метода распыливания топлива дают расход 100—200 г/э.л.с.ч. дизельного топлива. В более старых конструкциях дизельных двигателей расход топлива составлял 180—220 г/э.л.с.ч., при этом меньшие значения относятся к двигателям с непосредственным впрыском (струйное распыливание). При оценке топливной экономичности следует учитывать теплотворность топлива, поэтому более точно экономичность можно оценить эффективным коэффициентом полезного действия, который для современных карбюраторных бензиновых двигателей колеблется от 0,20 до 0,30 и для дизельных двигателей от 0,27 до 0,39.

Chevrolet Pickup (1930)
Chevrolet Pickup (1930)