
книги из ГПНТБ / Карницкий, В. В. Основные итоги испытаний автомобилей с дизельными двигателями
.pdfСреднее 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 |
|
1в
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 |
|