Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги из ГПНТБ / Карницкий, В. В. Основные итоги испытаний автомобилей с дизельными двигателями

.pdf
Скачиваний:
13
Добавлен:
19.10.2023
Размер:
3.87 Mб
Скачать

Среднее эффективное давление, кГ/см1

Рис. 3. Нагрузочные характеристи­ ки карбюраторного и дизельного двигателей, имеющих одинаковый

рабочий объем:

1 - карбюраторный двигатель; 2 - дизельный двигатель

возрастания действительной степени расширения продук­ тов сгорания) является основной причиной того, что экономия топлива в дизельном двигателе по сравнению с карбюраторным возрастает с понижением нагрузки.

Таким образом, лучшая эксплуатационная экономика дизельного двигателя по сравнению с бензиновым (при работе на одинаковом автомобиле) объясняется следую­ щим:

меньшими абсолютными величинами удельных расхо­ дов топлива;

постоянной работой автомобиля на частичных нагруз-

- 10 -

ках, когда изменение удельных расходов ио мере умень­ шения нагрузки у дизельного двигателя возрастает в меньшей степени, чем у карбюраторного;

отсутствием бесполезных затрат топлива на режи­ мах торможения двигателем (они, как было указано выше, составляют значительный аропент в- общем ба­ лансе времени работы двигателя на автомобиле);

отсутствием чрезмерного переобогащвния топлива при резких открытиях дросселя, как это имеет место у карбюраторного двигателя (надример, при разгонах, когда вступает в действие ускорительный Haçoc карбю­ ратора) ;

большей степенью загрузки дизельного двигателя, так как известно, что дизельный двигатель одинакового с карбюраторным двигателем рабочего объема имеет более низкие энергетические показатели и, следователь­ но, процент его загрузки в одинаковых условиях будет большим, чем у карбюраторного.

Первые четыре обстоятельства являются общими для всех дизельных двигателей,последнее более характерно для малолитражных дизельных двигателей, устанавлива­ емых на те же автомобили, на которые ставятся кар­ бюраторные двигатели.

Каждое из вышеперечисленных преимуществ дизельно­ го двигателя по топливной экономичности становится еще более заметным в эксплуатации именно потому, что все реальные эксплуатационные режимы являются неу­ становившимися по оборотам и нагрузке. Применение та­ ких двигателей на автомобилях одинаковых классов поз­ воляет снизить расход топлива на 20-4096, а иногда и на

50% по сравнению с карбюраторным.

Долгое время считалось невозможным создать пол­ ноценный малолитражный автомобильный дизельный дви­ гатель ("малолитражными" или "малыми" автомобиль­ ными дизельными двигателями принято называть двига­ тели рабочим объемом до 2,5 л,). Трудности созда­ ния таких двигателей заключались прежде всего в том, что для использования на легковом автомобиле они дол­ жны быть достаточно быстроходными ( не менее

- 11 -

3500 об/мин). Такая быстроходность может быть полу­ чена лишь при небольших диаметрах и объемах цилин­ дров. Создание двигателя с диаметром цилиндров ме­ нее 80-Ѳ5 мм сопряжено с рядом конструктивных и термодинамических проблем, главными из кО*горых явля­ ются следующие:

снижение показателя политропы сжатия из-за умень­ шения раамера цилиндра и ухудшения отношения площади теплопередающей поверхности к рабочему объему цилиндра

ухудшение соотношения "активной' и 'пассивной* части камеры сгорания, так как при уменьшении раз­ меров цилиндра вредное влияние надпорпіневого зазора и других вредных объемов на полноту сгорания и без­ дымность выхлопа увеличивается;

трудности организации хорошего наполнения и сме­ сеобразования, связанные с размещением клапанов боль« inoro размера при уменьшенном диаметре цилиндров;

значительная утечка заряда при прокрутке двигате­ ля на пусковых режимах, что в сочетании со снижени­ ем показателя политропы сжатия сильно затрудняет пуск холодного двигателя;

более резкая зависимость увеличения потерь на тре­ ние от оборотов у дизельного двигателя, затрудняющая увеличение быстроходности малых дизельных двигате­ лей, необходимое для их форсировки.

При создании дизельного двигателя для легкового автомобиля встречались трудности, связанные с требо­ ваниями к шумности и жесткости работы двигателя, а также к токсичности и дымности отработавших газов. Постепенно все эти трудности были преодолены, и сей­ час малолитражные автомобильные двигатели выпуска­ ются в ФРГ, Франции, Японии, Италии, Англии и уста - навливаются на легковые автомобили, автомобили-так­ си, микроавтобусы и легкие грузовики.

Наиболее крупным производителем таких дизельных двигателей является западногерманская фирма'Мерсе­ дес-Бенц',которая выпустила уже более миллиона дви­ гателей. Из 10 моделей легковых автомобилей "Мерсе­

- 12 -

дес-Бенп" сейчас три выпускаются с дизельными; дви­ гателями.

Выпускаемые в настоящее время маленькие автомо­ бильные дизельные двигатели имеют рабочий объем от 1,76 до 2,52В л,, мощность от 45 до 70 л.с, и оборо­ ты от 35Ô0 до 5000 в минуту. Все малые дизельные двигатели имеют 2-полостные камеры сгорания ( в ос­ новном вихревые), которые обеспечивают 'мягкую' и бесшумную работу, а также низкий уровень токсичнос­ ти отработавших газов- и невысокую дымность при ра­ боте на переменных режимах. Дизельные двигатели ус­ танавливаются на стандартные шасси, предназначенные для массовых карбюраторных двигателей. Как правило, изменения в дизельном варианте автомобиля касаются только подвески двигателя, системы выпуска отработав-, ших газов, системы пуска (более мощная аккумулятор­ ная батарея) и дополнительной шумоизоляпии моторного отсека.

Всвязи с увеличением использования дизельных дви-- гателей ниже коротко рассматривается вопрос о загряз­ нении окружающей атмосферы токсичными продуктами, выделяемыми автомобильным транспортом.

Встранах, с развитой индустрией доля токсичных продуктов, поступающих в атмосферу с отработавшими газами автомобильных двигателей, очень велика. Так,

всреднем по США она доходит до 40% от всех вредных продуктов, выбрасываемых в атмосферу, а в отдельных городах - Нью-Йорке, Лос-Анджелесе и др. превышает

60%. В ФРГ из общего количества вредных выделений на долю автомобильного транспорта приходится 3048% [з] ,

Основным источником загрязнения атмосферы в на­ стоящее время являются бензиновые двигатели с искро­ вым зажиганием. Например, в ФРГ - самой 'дизелезированной' стране Западной Европы - из общего коли­ чества вредных продуктов, выделяемых в атмосферу ав­ томобильным транспортом, на долю дизельных двигате­ лей приходится только одна треть [з] .

Втабл. 1 приведены сравнительные данные по загря-

-13 -

знеңию атмосферы токсичными веществами различных двигателей, убедительно свидетельствующие в пользу этих двигателей, особенно с 2-полостными камерами сгорания.

Таблица 1

Сравнительная токсичность

отработавших газов

различных типов двигателей

 

Тип двигателя

Токсичные компоненты

СО

СН

NOX

Вс его

 

Бензиновый карбюра-

100

 

100

100

торный ...........

100

Газовый .......................

19

40

32

21

Дизельный:

 

 

 

 

с неразделенной

3

52

92

23

камерой сгорания ...

с разделенной ка­

2

5

46

7

мерой сгорания ......

Дизельные двигатели 'Мерседес-Бенц" которые будут поставлены на производство в 1974-1975 гг., удовлетво­ ряют Калифорнийским нормам 1975 г., по СО, СН и NOX, в то время как бензиновые двигатели не в состоянии удовлетворить этим нормам без серьезных конструктив­ ных доработок (установка дожигателей, нейтрализато­ ров и т»д.) м .

Таким образом, рравнение дизельных и бензиновых карбюраторных двигателей по топливной экономичности и токсичности отработавших газов показывает значительгные преимущества дизельных двигателей.

- 14 -

ИСПЫТАНИЯ АВТОМОБИЛЕЙ С ДИЗЕЛЬНЫМИ ДВИГАТЕЛЯМИ

Дорожные испытания проходили разные по назначе­ нию и классам автомобили - легковые вместимостью 5-6 человек с двигателями мощностью 55-62 л,с. и гру­ зовые нескольких весовых категорий (полный вес от 5950 до 38000 кг) с двигателями от 77 до 290 л.с. Выбор легковых автомобилей в качестве объектов ис­ пытаний обусловливался тем обстоятельством, что в

СССР ранее подробных испытаний легковых автомоби­ лей с дизельными двигателями не проводилось, а все большее распространение за рубежом этой категории автомобилей, в частности, широкое применение их в такси, требовало внимательной оценки их основных экс­ плуатационных характеристик.

Выбор грузовых автомобилей производился таким об­ разом, чтобы была представлена широкая гамма этих двигателей разных классов, наиболее употребительных

внастоящее время за рубежом. Целью дорожных испытаний было:

определение и опенка основных технико-эксплуатаци­ онных показателей современных дизельных двигателей и автомобилей: топливной экономичности, динамических качеств, расходов масла, токсичности отработавших га­ зов, уровня-шума и вибрации, пусковых качеств, темпе­ ратурных режимов и др. ;

оценка надежности современных дизельных двигате­ лей и стабильности их эксплуатационных показателей по мере увеличения пробега автомобиля.

Технические характеристики дизелей и автомобилей. Ниже приведены краткие технические характеристики (табл, 2, 3) автомобилей, подвергавшихся испытаниям. Автомобили разбиты на две группы: легковые автомоби­ ли и грузовые автомобили с полным весом от 5950 д о

38000 кг.

Технические характеристики двигателей указанных

выше автомобилей приведены в табл, 4, 5. Ö- '

15 -

Таблица 2

Технические характеристики дизельных двигателей легковых автомобилей

Показатели

Автомобили

№ 1

№ 2

 

 

Колесная Формула ....

 

4x2

Число мест

(включай

6

6

водителя) ......

.

Кузов .............

.............. .

Закрытый, ме — Закрытый, ме­

 

 

таллический,

таллический,

 

 

4-дверный,

4-дверный

Габариты, мм;

рамный

 

4670

4810

длина ..................

 

ширина ......................

 

1740

1800

высота ..

........... ......

1770

1620

База, мм .....................

 

2810

2700

Колея колес, мм:

1420

1410

передних

...................

задних .......................

 

1420

1420

Вес в снаряженном

1700

 

состоянии,

кг ...........

1460

Полный вес

автомоби-

 

 

ля при испытаниях, кг

2060

2050

Сцепление ......................

Однодисковое,

сухое

Коробка передач .......

М еханичеѵзкая

Число передач для дви

4

3

жения вперед ....... .

Передаточные числа:

4,06

3,12

1 ........................ ........

П ............................ .

2,36

1,77

111 ...............................

1,37

1,0

1У ..............................

1,00

3.x......... . ...................

6,17

3,74

Главная передача ......

Гипоидная

 

Показатели

Передаточное число ...

Карданная передача ...

Подвеска:

передняя ..................

задняя .....................

Шины ..............................

Рабочие тормоза .......

Электрооборудование, номинальное напряжение, в .......... .

Аккумуляторные батареи .................................

Продолжение табл. 2

Автомобили

№ 1

№ 2

6,125

4,55

Открытого типа с

двумя кар­

данными валами и промежуточ­ ной опорой

Независимая, спиральные пру­ жины и телескопические гидро­

амортизаторы Полуэллиптические рессоры и телескопические гидроаморти-

заторы

6,00-1 В

 

170-15

Колодочные с

гидравлическим

приводом

 

12

 

12

Две, общая

Одна,

емкость

емкость

70

а>ч

138 а-ч

 

 

Условия и методика испытаний автомобилей

Испытания автомобилей с дизельными двигателями проводились на специальных дорогах автополигона НАМИ /б/, магистральных шоссе общего пользования (Москва-Ленинград, Москва-Минск, Москва-Харьков и др.), пригородных дорогах Подмосковья, а также в ус­ ловиях интенсивного движения по городу Москве (спе­ циальные маршруты большая и малая "розы*). Отдель­ ные виды испытаний проводились в условиях жаркого климата и высокогорной местности.

- 17

Гос. публичная

няу іно-т»*ниче пая

библио і она СССР

ЭКЗЕМПЛЯР ЧИТАЛЬНОГО ЗАЛА

Таблица З

Технические характеристики дизельных двигателей грузовых автомобилей с полным весом 6950-38000 кг

і

►—

со

I

Показатели

Номер

автомобиля и

его вес, кг

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

№ 3;

№4;

№ 5;

 

№ 6¡

№ 7;

№ 8

 

5950

10600

15000

 

16000

22000

38000

Назначение авто-

УниверсалъНЫЙ С

 

Строительньїй

ca—

Магист —

Седельный

мобиля ....................

 

 

бортовым кузовом

мосвал

 

ральный с

тягач

 

 

 

 

 

 

 

бортовым

 

 

 

 

 

 

 

 

кузовом

6x4

Колесная формула

4x2

4x2

4x2

 

4x2

6x4

Расположение ка-

Над двига­

За

д в

и г а т е

л е

м

Над д в и г а т е л ew

бины .......................

Снаряженный вес,

телем

 

 

 

 

 

 

 

2650

4700

 

 

7400

 

 

кг ...... ....................

6650

 

8850

7790

 

 

 

 

 

 

 

 

(вес тяга­

ча)

Полный вес при ис­ пытаниях, кг:

одиночного

ав­

 

 

 

 

 

 

 

томобиля

.........

5950

10600

16000

16000

22000

 

 

автопоезда

.......

170QO

25000

26000:32000

38000

 

38000

База, мм ................

 

2650

3300

4400

4600

3200/

2600/1340

Габариты, мм:

 

 

 

 

 

1300

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

длина ..................

 

5221

6675

6780

7030

7710

 

2550

ширина ...............

ка-

2145

2500

2500

2500

2450

 

высота по

2275

 

 

 

 

 

 

бине .................

 

2350

2725

2750

2660

 

2935

Ширина колеи, мм:

 

 

 

 

 

 

 

передних колес

1640

1800

1966

1968

1960

 

1940

посредине между

 

 

 

 

 

 

 

задними коле-

 

 

 

 

1788

 

 

сами ..........

.

1540

1790

1809

1809

 

1815

Сцепление ..............

 

Сух ое, одноди сков о е

 

 

 

Коробка передач ...

 

М еханичес к а я

 

 

 

Число передач для

 

 

 

 

 

 

 

движения вперед ..

4

5

6

6

6

12(6x2)

Передаточные числа:

5,59

 

 

 

 

9,0;

2,08

1..............................

 

7,44

9,59

9,00

7,03

2 .............................

 

2,58

4,10

5,47

5,18

4,09

7,5;

1,73

ю

о

I

м

—*

I

Продолжение табл. 3

Показатели

 

Номер автомобиля

и его вес,

кг

 

№ 3;

№ 4;

№5;

№ 6;

№ 7;

№ 8;

 

 

5960

10600

15000

16000

22000

38000

3 ............................

1,30

2,29

3,43

3,14

2,45

5,18;Î,44

4 ............................

1,00

1,47

2,19

1,93

1,15

4,32-, 1,20

5 ............................

1,00

1,45

1,34

1,0

3,14,1,00

6 ............................

1,00

1,00

0,7

2,62;0,834

3.x. ......................

5,08

7,09

8,88

8,45

6,48

8,45;7,05

Карданная передача

О т к р

ы т о г

о

ти п

а

Тройная - 2-сту-

Главная передача ... Односту­

2

- -сту

-

 

 

пенчатая,

П(гнча -

 

централь­

пенча-

 

гипоидная

 

тая

 

 

ная 2-сту­

та я

 

 

 

 

 

 

пенчатая

 

 

 

 

 

 

 

и колес -

 

 

 

 

 

 

 

ные ре -

 

Общее передаточ-

 

 

 

 

 

дукторы

 

6,60

6,45

6,36

7,12

7,64

5,63

ное число .............

Подвеска:

Независи­

Полуэллиптические рессоры Гидравлические амор­

передняя

мая, спираль­

 

 

 

 

тизаторы, стабилиза-

ные пружины

 

и гидрав­

 

 

 

тор поперечной

 

лические

 

 

 

устойчивости

 

амортиза­

 

 

 

 

 

задняя .............

торы

 

 

 

 

 

Полуэллиптичѳскне листовые

рессоры

Балансирная, на 2-

 

Гидравли-

Дополнительные рессоры

полуэллиптических

 

ческиѳ

 

 

 

рессорах с шестью

 

аморти -

 

 

 

реактивными штан­

Рулевое управле­

заторы

 

 

 

гами

Механичес­

Механическая передача с гидравлическим усили­

ние ........................

кая переда­

 

телем. насос Ч

 

 

 

ча без уси­

 

I

}

 

 

Шины ...................

лителя

 

 

 

радиальные

Камерные

 

 

 

 

 

12,00-20

 

 

Рабочие тормоза

6,50-20

110,00-20 110,00-20

10,00-20

11 ДО-20

 

Кол о Д о ч ные

 

 

Тип привода ........

Гидравли­

Пневма­ Пневмо— Пневма­

Пневмо -

Пневмати­

 

ческий с

тичес­

гидрав-

тичес­

гидравли­

ческий,

 

вакуумным

кий

личес -

кий

ческий ,

2-контур-

 

усилителем,

 

кий

 

2-контур-

ный

 

автомати­

 

 

 

ный

 

 

ческая ре­

 

 

 

 

 

гулировка усилия в за­ висимости

от нагрузки

i

 

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ