Автомобільний двигун
 
а б в г д е ж з и й к л м н о п р с т у ф х ц ч ш щ ъ ы ь э ю я
 

Автомобільний двигун

Автомобільний двигун. Для автомобілів можуть бути застосовані теплові (внутрішнього згорання і парові) і електричні двигуни. Переважна більшість А. д. є поршневими двигунами внутрішнього згорання (ПДВС). По робочому процесу автомобільні ПДВС діляться на четирех- і двухтактниє, а за способом займання пального — на двигуни з іскровим займанням (звані також карбюраторними або бензиновими) і з самозайманням в повітрі високої температури, що стискується в циліндрах двигуна (дизелі). У циліндри карбюраторних ПДВС поступає горюча суміш, що складається з пари бензину і повітря, готується в карбюраторі . Існують також ПДВС, які не мають карбюратора і забезпечені пристроєм для безпосереднього уприскування палива у впускний трубопровід або в циліндр двигуна. По характеру протікання робочого циклу ці двигуни не відрізняються від карбюраторних. В дизелів паливо з повітрям змішується усередині циліндрів, в які дизельне паливо упорскує в розпорошеному вигляді через форсунки насосом високого тиску. А. д. розрізняються по числу і розташуванню циліндрів (рядні, v-образні і ін.), розташуванню клапанів (верхнє і ніжнєє), робочому об'єму (літражу) циліндрів, типові охолоджування (рідинне і повітря), за призначенням і тому подібне Для сучасних легкових, а також малих і середніх вантажних автомобілів застосовуються переважно чотиритактні верхнеклапанниє карбюраторні ПДВС з рідинним охолоджуванням. Дизелі, що працюють на дешевшому, ніж бензин, паливі і перевершуючі карбюраторні двигуни по паливній економічності і довговічності (але поступливі їм по простоті конструкції і первинної вартості, літровій потужності, пусковим якостям, бездимності роботи), використовуються переважно для важких вантажних автомобілів і багатомісних автобусів. Проте по таких важливих параметрах, як питома маса (кг/квт або кг/л. с.), компактність, безшумність, сучасні швидкохідні дизелі впритул наблизилися до карбюраторних двигунів. У зв'язку з цим завдяки підвищенню літрової потужності, дизелі в останньому десятилітті стали застосовуватися також на легких вантажних автомобілях і навіть на легкових автомобілях.

  Современниє чотиритактні ПДВС ( мал. 1, 2 ) полягають з блоку циліндрів, що виконується зазвичай разом з картером, голівки циліндрів, поршнів з ущільнювачами і маслосбрасивающимі кільцями, шатунів, колінчастого валу, маховика, розподільного (кулачкового) валу, впускних і випускних клапанів з пружинами, деталей приводу клапанів (коромисла, штовхальники), передачі, що пов'язує колінчастий вал з розподільним валом, запальних свічок або паливних форсунок і ін. Вони обладналися радіатором і вентилятором системи охолоджування насосами для примусової циркуляції змащувального масла і рідини, що охолоджує, і для подачі палива з бака, а також паливними, масляними і повітряними фільтрами, пусковим стартером, трубопроводами для повітря, газу, палива, масла і рідини, що охолоджує, автоматами, керівниками частотою обертання колінчастого валу і температурою рідини, що охолоджує, і горючої суміші.

  Потужність сучасних (1968) карбюраторних ПДВС легкових автомобілів 15—310 квт (20—425 л. с. ), робочий об'єм циліндрів від 0,35 до 7,6 л , міра стискування 7—11, максимальна частота обертання колінчастого валу 4000—6000 об/мін, літрова потужність 22—50 квт/л (30—70 л. з./л ), питома маса 1,1—4 кг/квт (0,8—3 кг/л. с. ) і мінімальна питома витрата палива до 270 г/(квт · ч ) [200 г./ ( л. с. · ч )], термін служби до першого капітального ремонту відповідає пробігу автомобіля в 75—150 тис. км. і більш; в ПДВС спортивних і гоночних автомобілів частота обертання колінчастого валу досягає 10000—12000 об/мін, літрова потужність інколи перевищує 150 квт/л (200 л. з./л ) , в карбюраторних ПДВС, вживаних для вантажних автомобілів, потужність не перевищує 220 квт (300 л.с.), робочий об'єм циліндрів складає 1,5—9,5 л, міра стискування 6,5—8,5, максимальна частота обертання колінчастого валу 2500—4000 об/мін. Дизельні ПДВС мають потужність 30—620 квт (40—850 л. с. ), робочий об'єм циліндрів 1,5— 40 л, міра стискування 15—24, максимальну частоту обертання колінчастого валу 2000—5000 об/мін, літрову потужність 11—23 квт/л (15—35 л.с./л), питому масу 3,4—6,8 кг/квт (2,5—5 кг/л.с.), мінімальна питома витрата палива 205—210 г/(квт · ч) [150—155 г / ( л. с. · ч )], термін служби до першого капітального ремонту відповідає пробігу автомобіля в 150—300 тис. км.

  Подальший розвиток А. д. передбачає зростання потужності, довговічності, зменшення габаритів і скорочення вмісту шкідливих компонентів у складі відпрацьованих газів. Збільшення потужності в основному досягається підвищенням частоти обертання колінчастого валу в карбюраторних двигунів і вживанням наддуву в дизелів. Крім того, в бензинових двигунів збільшується міра стискування і частково можлива заміна карбюратора системою примусового уприскування палива. Перспективна заміна звичайних ПДВС на деяких легкових автомобілях і легких вантажних автомобілях легшими і компактнішими роторно-поршневимі двигунами (див. Роторний двигун ). В разі вирішення проблеми паливної економічності газотурбінних двигунів без істотного ускладнення їх конструкції вони можуть набути широкого поширення при потужностях 750 квт (1000 л. с. ) і більш. Створення легких і компактних акумуляторів дозволить замінити ПДВС на автомобілях, що працюють в містах, електродвигунами (див. також Двигун внутрішнього згорання і Автомобіль ).

  Основні показники сучасних вітчизняних автомобільних ПДВС приведені в таблиці.

Основні показники сучасних вітчизняних автомобільних двигунів

 

Показники

Карбюраторні двигуни

Дизелі

 

МЕМЗ

968

ВАЗ

2101

МЗМА

408

МЗМА

412

ЗМЗ

21А

ЗМЗ

24

ЗМЗ

13

ЗМЗ

53А

ЗІЛ

114

ЗІЛ

130

ЗІЛ

375

ЯМЗ

236

ЯМЗ

238

ЯМЗ

240

Число циліндрів

4

4

4

4

4

4

8

8

8

8

8

6

8

12

Робочий об'єм циліндра, л

 

1,2

 

1,2

 

1,36

 

1,5

 

2,45

 

2,45

 

5,53

 

4,25

 

7

 

6

 

7

 

11,15

 

14,86

 

22,3

Діаметр циліндра,     мм

 

76

 

76

 

76

 

82

 

92

 

92

 

100

 

92

 

108

 

100

 

108

 

130

 

130

 

130

Хід поршня, мм

66

66

75

70

92

92

88

80

95

95

95

140

140

140

Міра стискування

7

8,8

7

9

6,7

8,8

8,5

6,7

9

6,5

6,5

16,5

16,5

16,5

Макс. потужність, квт

32

44

37

55

53

72

143

85

220

110

132

132

177/235*

265/385*

                             л. з .

43

60

50

75

72

98

195

115

300

150

180

180

240/320*

360/520*

Макс. частота обертання колінного вала, об/мін

 

 

 

4200

 

 

 

5600

 

 

 

4750

 

 

 

5800

 

 

 

4000

 

 

 

4500

 

 

 

4400

 

 

 

3200

 

 

 

4300

 

 

 

3100

 

 

 

3200

 

 

 

2100

 

 

 

2100

 

 

 

2100

Мінім. питома витрата палива,

                  г/(квт. · ч.)

 

 

333

 

 

286

 

 

313

 

 

286

 

 

313

 

 

306

 

 

306

 

 

324

 

 

286

 

 

320

 

 

320

 

 

238

 

 

238

 

 

238

                    г/(л .с. · ч)

245

210

230

210

230

225

225

238

210

235

235

175

175

175

* У знаменнику потужність при наддуві.

  Літ.: Автомобільні бензинові v-образні двигуни, М., 1958; Довідник інженера автомобільної промисловості, пер.(переведення) з англ.(англійський), т. 1, М., 1962; Анохин Ст І., Вітчизняні автомобілі, 2 видавництва, М., 1964; Конструкція і розрахунок автотракторних двигунів, 2 видавництва, М., 1964; Ханін Н. С., Чистозвонов С. Би., Автомобільні роторнопоршневиє двигуни, М., 1964.

  С. Би. Чистозвонов.

Мал. 2. Поперечний розріз чотиритактного дизеля ЯМЗ-236: позиції 1—10 і 12 — такі ж, як на мал.(малюнок) 1; 11 — очисник повітря; 13 — штовхальник; 14 — штанга; 15 — форсунка; 16 — насос високого тиску.

Мал. 1. Поперечний розріз карбюраторного двигуна МЗМА-412: 1 — картер; 2 — колінчастий вал; 3 — шатун; 4 — поршневий палець; 5 — поршень; 6 — блок циліндра; 7 — клапан; 8 — голівка циліндрів; 9 — розподільний вал; 10 — коромисло; 11 — карбюратор; 12 — стартер.