Снижение веса автомобильного двигателя

Современный 12-цилиндровый двигатель от компании Фольксваген
Современный 12-цилиндровый двигатель от компании Фольксваген

Только облегчение двигателей позволило создать пригодный для автомобиля агрегат. Уже первые бензиновые автомобильные двигатели имели значительно меньший вес по сравнению со стационарными двигателями. В дальнейшем вес двигателей изменялся под воздействием большого ряда факторов. Для анализа изменения веса проследим изменение удельного веса двигателей (кг/л.с.) и веса, приходящегося та 1 л рабочего объема двигателя (кг/л).

Первые двигатели Даймлера и Бенца имели удельный вес в несколько десятков килограммов на лошадиную силу, но уже к 1895 г. удельный вес сократился до 17—12 кг/л.с. К началу первой мировой войны удельный вес автомобильных двигателей еще уменьшился и достиг значений 5—7 кг/л.с. Снижение удельного веса в ранний период развития происходило как вследствие роста литровой мощности, так и вследствие снижения литрового веса. Последнее происходило как следствие непрерывного процесса формирования деталей и узлов двигателя. По мере того, как детали двигателей все более приобретали формы, свойственные автомобильным двигателям, и отходили от форм, присущих паровым машинам и стационарным двигателям внутреннего сгорания, снижение веса конструкции, приходящегося на 1 л рабочего объема, уменьшалось и решающее влияние на уменьшение удельного веса проявлялось в увеличении литровой мощности.

В последующие годы развития автомобильных двигателей их удельный вес неуклонно снижается. Этот процесс протекает довольно интенсивно и в настоящее время, хотя казалось бы, что возможности снижения веса в большой степени исчерпаны. Следует отметить, что уже
продолжительное время снижение удельного веса происходит главным образом вследствие возрастания литровой мощности.

Автомобиль Citroen Traction Avant (1934-1957)
Автомобиль Citroen Traction Avant (1934-1957)



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.

Этапы эволюции автомобиля: 1885-1905 годы

 Spyker 60HP (1903)
Spyker 60HP (1903)
Читать полностью

ГТУ со свободнопоршневыми генераторами газа

ГТУ со свободнопоршневыми генераторами газа

Многие из недостатков газотурбинных двигателей устраняются при применении на автомобиле вместе с газотурбинной установкой свободнопоршневых генераторов газа. В этом случае экономичность становится такой же, как и у поршневого двигателя, а в некоторых случаях выше. Однако при применении свободнопоршневых генераторов газа устраняются и основные преимущества газотурбинной установки.

Дополнительными преимуществами ГТУ со свободнопоршневым генератором газа являются возможность получения высоких тяговых качеств и удобство независимого размещения агрегатов на автомобиле.

Заметим, что применение поршневого компрессора не ухудшает уравновешенности всей установки, так как свободно движущиеся поршни взаимоуравновешены и не дают толчков и вибраций.
Идея использования свободнопоршневого двигателя в качестве генератора газа для газовой турбины была впервые разработана советским инженером Е. Е. Леонткевичем в 1922—1923 гг. В 1937 г. французский инженер Р. П. Пескар опубликовал работу, в которой описал двигатель со свободнодвижущимися поршнями, а в 1939 г. были опубликованы результаты испытания опытного экземпляра такого двигателя. В 1950 г. французская фирма Рено построила локомотив мощностью 1000 л. с. со свободнопоршневым генератором газа и газовой турбиной в качестве тягового двигателя. Применить для автомобиля, в особенности легкового, такую установку не удалось, так как минимальной мощностью считали мощность в несколько сотен л. с. (не менее 300). Первый автомобиль с двигателем мощностью 250 л. с. стал известен только в мае 1956 г.

Разработкой автомобилей с обычными газотурбинными двигателями и со свободнопоршневыми генераторами газа, по опубликованным сведениям, занимаются следующие автомобильные заводы: Ровер, Остин, Лейланд, Бристоль, Армстронг (Англия); Дженерал моторс компани, Форд, Крайслер, Кенворт (США); Лафли, Грегуар, Рено, Смоюа (Франция); Бюссинг, Ман, Даймлер-Бенц (Германия); Фиат (Италия); Заурер (Швейцария); Пегасо и СЕТА (Испания) и некоторые др.