Автомобильный
двигатель.
Для
автомобилей могут быть применены
тепловые (внутреннего сгорания и паровые)
и электрические двигатели. Подавляющее
большинство А.д. являются поршневыми
двигателями внутреннего сгорания
(ПДВС). По рабочему процессу автомобильные
ПДВС делятся на четырёх- и двухтактные,
а по способу воспламенения горючего -
на двигатели с искровым воспламенением
(называемые также карбюраторными или
бензиновыми) и с самовоспламенением в
воздухе высокой температуры, сжимаемом
в цилиндрах двигателя (дизели). В цилиндры
карбюраторных ПДВС поступает горючая
смесь, состоящая из паров бензина и
воздуха, приготовляемая в карбюраторе.
Существуют также ПДВС, которые не имеют
карбюратора и снабжены устройством для
непосредственного впрыскивания топлива
во впускной трубопровод или в цилиндр
двигателя. По характеру протекания
рабочего цикла эти двигатели не отличаются
от карбюраторных. У дизелей топливо с
воздухом смешивается внутри цилиндров,
в которые дизельное топливо впрыскивается
в распылённом виде через форсунки
насосом высокого давления. А.д. различаются
по числу и расположению цилиндров
(рядные, V-образные
и др.), расположению клапанов (верхнее
и нижнее), рабочему объёму (литражу)
цилиндров, типу охлаждения (жидкостное
и воздушное), по назначению и т. п. Для
современных легковых, а также малых и
средних грузовых автомобилей применяются
преимущественно четырёхтактные
верхнеклапанные карбюраторные ПДВС с
жидкостным охлаждением. Дизели, работающие
на более дешёвом, чем бензин, топливе и
превосходящие карбюраторные двигатели
по топливной экономичности и долговечности
(но уступающие им по простоте конструкции
и первоначальной стоимости, литровой
мощности, пусковым качествам, бездымности
работы), используются преимущественно
для тяжёлых грузовых автомобилей и
многоместных автобусов. Однако по таким
важным параметрам, как удельная масса
(кг/квт
или кг/л.
с.),
компактность, бесшумность, современные
быстроходные дизели вплотную приблизились
к карбюраторным двигателям. В связи с
этим благодаря повышению литровой
мощности, дизели в последнем десятилетии
стали применяться также на лёгких
грузовых автомобилях и даже на легковых
автомобилях.
Современные четырёхтактные
ПДВС состоят из блока цилиндров,
выполняемого обычно вместе с картером,
головки цилиндров, поршней с уплотнителями
и маслосбрасывающими кольцами, шатунов,
коленчатого вала, маховика, распределительного
(кулачкового) вала, впускных и выпускных
клапанов с пружинами, деталей привода
клапанов (коромысла, толкатели), передачи,
связывающей коленчатый вал с
распределительным
валом, запальных свечей или топливных
форсунок и др. Они оборудуются радиатором
и вентилятором системы охлаждения,
насосами для принудительной циркуляции
смазочного масла и охлаждающей жидкости
и для подачи топлива из бака, а также
топливными, масляными и воздушными
фильтрами, пусковым стартёром,
трубопроводами для воздуха, газа,
топлива, масла и охлаждающей жидкости,
автоматами, управляющими частотой
вращения коленчатого вала и температурой
охлаждающей жидкости и горючей смеси.
Мощность современных (1968) карбюраторных
ПДВС легковых автомобилей 15-310 квт
(20-425 л. с.),
рабочий объём цилиндров от 0,35 до 7,6 л,
степень сжатия 7-11, максимальная частота
вращения коленчатого вала 4000-6000 об/мин,
литровая мощность 22-50 квт/л
(30-70 л. с./л),
удельная масса 1,1-4 кг/квт
(0,8-3 кг/л. с.) и
минимальный удельный расход топлива
до 270 г/(квт·ч)
[200 г./(л.
с.·ч)],
срок службы до первого капитального
ремонта соответствует пробегу автомобиля
в 75-150 тыс. км
и более; у ПДВС спортивных и гоночных
автомобилей частота вращения коленчатого
вала достигает 10000-12000 об/мин,
литровая мощность иногда превышает 150
квт/л (200 л.
с./л),
у карбюраторных ПДВС, применяемых для
грузовых автомобилей, мощность не
превышает 220 квт
(300 л.с.), рабочий
объём цилиндров составляет 1,5-9,5 л,
степень сжатия 6,5-8,5, максимальная частота
вращения коленчатого вала 2500-4000 об/мин.
Дизельные ПДВС имеют мощность 30-620 квт
(40-850 л. с.),
рабочий объём цилиндров 1,5- 40 л,
степень сжатия 15-24, максимальную частоту
вращения коленчатого вала 2000-5000 об/мин,
литровую мощность 11-23 квт/л
(15-35 л.с./л),
удельную массу 3,4-6,8 кг/квт
(2,5-5 кг/л.с.),
минимальный удельный расход топлива
205-210 г/(квт·ч)
[150-155 г/ (л.
с.·ч)],
срок службы до первого капитального
ремонта соответствует пробегу автомобиля
в 150-300 тыс. км.
Дальнейшее
развитие А.д. предусматривает рост
мощности, долговечности, уменьшение
габаритов и сокращение содержания
вредных компонентов в составе отработавших
газов. Увеличение мощности в основном
достигается повышением частоты вращения
коленчатого вала у карбюраторных
двигателей и применением наддува у
дизелей. Кроме того, у бензиновых
двигателей увеличивается степень сжатия
и частично возможна замена карбюратора
системой принудительного впрыскивания
топлива. Перспективна замена обычных
ПДВС на некоторых легковых автомобилях
и лёгких грузовых автомобилях более
лёгкими и компактными роторно-поршневыми
двигателями. В
случае решения проблемы топливной
экономичности газотурбинных
двигателей
без существенного усложнения их
конструкции они могут получить широкое
распространение при мощностях 750 квт
(1000 л. с.)
и более. Создание лёгких и компактных
аккумуляторов позволит заменить ПДВС
на автомобилях, работающих в городах,
электродвигателями.