ХАРАКТЕРНЫЕ ОСОБЕННОСТИ СОВРЕМЕННЫХ АВТОМОБИЛЬНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙКандидат технических наук Е. И. Гагарин ЛАВНЫМ показателем степени со• вершенства двигателя является его литровая мощность, т. е. число лошадиных сил, приходящееся на один литр рабочего объема цилиндров. Величина литровой мощности на современном этапе развития техники автомобилестроения определяется, в первую очередь, технологическими возможностями и зависит от качества материала деталей, их обработки и других факторов. Литровая мощность современных стандартных автомобильных двигателей находится в пределах 30—40 л. с. на 1 литр рабочего объема цилиндров, а в автомобилях высокого класса, в том числе спортивных, достигает 50 л. с. и более. Достичь увеличения литровой мощности автомобильного двигателя можно, главным образом, путем повышения степени сжатия, увеличения скорости вращения коленчатого вала, уменьшения потерь на трение, улучшения наполнения цилиндров свежей смесью, а также рядом частных конструктивных усовершенствований. Величина степени сжатия ограничивается возможностью двигателя работать без детонации на данном топливе, т. е. зависит от октанового числа. В странах Западной Европы октановое число бензина,, поступающего в продажу, равно примерно 70. Поэтому мощность автомобильных двигателей здесь невелика, и степень сжатия у них обычно не превышает 7,0. Только в двигателях сравнительно большей мощности ив спортивных моделях степень сжатия доходит до 8,0—8,5 и выше. В США так называемый «регулярный» бензин имеет октановое число 80—85, а специальный бензин, известный еще как «премиальный», 90—95. Соответственно степень сжатия двигателей американских автомобилей 1956 года колеблется в пределах 8,0—10,0. Мощные двигатели автомобилей Кадиллак (305 л. с.) и Паккард (310 л. с.) отличаются особенно высокими степенями сжатия (9,75 и 10,0). Новейшие автомобильные двигатели строятся короткоходными, отношение хода поршня к диаметру в них близко к единице и меньше единицы. Этим удается значительно повысить число оборотов коленчатого вала в минуту, без большого возрастания величин сил инерции, и улучшить уравновешенность двигателя. Короткоходные двигатели обладают еще рядом преимуществ перед длинноходными — по наполнению цилиндров, величине механических потерь и износа, компактности, жесткости конструкции и т. д. Уменьшение механических потерь в короткоходных двигателях легко объяснимо, поскольку с уменьшением пути поршня по зеркалу цилиндра сокращается и работа трения. Исследования показали, что в автомобильных двигателях до 65—80% всех механических потерь приходится на трение поршней и поршневых колец о стенки цилиндра, в то время как на трение в подшипниках коленчатого вала приходится лишь до 14% этих потерь. В поисках уменьшения потерь на трение конструкторы и технологи совершенствуют систему смазки двигателя, способы фильтрации масла, улучшают предварительную обработку трущихся поверхностей, качество заливки подшипников и т. д. Лучшее наполнение цилиндров достигается при верхнем распределении, а также путем усовершенствования впускного тракта, увеличения диаметра впускных клапанов и применения многокамерных карбюраторов. Новейшая практика автостроения показала, что наиболее рационально делать отдельную смесительную камеру карбюратора на каждую пару цилиндров. Для форсирования двигателей, особенно в спортивных автомобилях, конструкторы применяют на каждую пару цилиндров по две смесительные камеры, которые работают последовательно: первая при малых нагрузках и втор ая — при больших, благодаря чему удается еще более повысить наполнение цилиндров рабочей смесью. линдры отливаются заодно, коленчатый вал с пятью коренными подшипниками имеет большой диаметр шеек, что при коротких кривошипах придает ему жесткость. Увеличение нагрузки от сил газов и сил инерции при повышении степени сжатия и числа оборотов не вызывает в V-образных короткоходных двигателях больших деформаций и опасных вибраций. Короткоходные автомобильные двигатели V-образной конструкции хорошо уравновешены и компактны, позволяют сократить базу и общую длину автомобиля, а следовательно, уменьшить и расход металла; при этом улучшаются также динамика и маневренность автомобиля. Опыт показал, что V-образная короткоходная конструкция двигателя получается на 25% легче, на 30% короче, а по мощности на 30—40% превосходит линейную. В последнее время появился целый ряд V-образных конструкций шестицилиндровых двигателей. Такие двигатели строят заводы Лянчиа и Мазерати в Италии, Ман и Дейц — а Германии, Грэф-Штифт — в Австрии, Пегасо — в Испании, Ла Саль и Форд — в США. На рис. 1 показан поперечный разрез короткоходного V-образного восьмицилиндрового двигателя Бюик, конструкцию которого можно в основном считать типичной для американского высокоразвитого двигателестроения. На рис. 2 приведены для сравнения габариты двух двигателей Паккард. Черным изображен линейный восьмицилиндровый двигатель 1954 года и бел ым — V-образный 1955 года. Усовершенствование автомобильных двигателей дало возможность повысить технико-эксплуатационные показатели автомобилей — увеличить скорости и ускорения, уменьшить расход топлива, облегчить управление. В последнее время хорошие результаты получены благодаря замене карбюратора системой непосредственного впрыска бензина при зажигании отРис. 1. Поперечный разрез БюикдвигателяУкорочение хода поршня, при сохранении заданного литража, вызывает необходимость увеличения диаметра цилиндров, что в линейных восьмицилиндровых двигателях ведет к непомерному увеличению длины двигателя. В свою очередь это требует сокращения размеров пассажирского помещения или расширения базы (расстояния между осями) автомобиля. Поэтому сейчас наблюдается явная тенденция к установке цилиндров V-образно, под углом в два ряда, что позволяет уменьшить длину двигателя и получить надежную компактную конструкцию. ЦиРис. 2. Сравнение габаритных размеров линейного и V-образного двигателя Паккард.15