Учебно-информационный
центр Автомобилиста.

 
 

Другие типы двигателей

В течение всей истории развития автомобиля наблюдались попытки при­менения других типов двигателей, в том числе газотурбинного, роторного, парового, Стерлинга и многих других. Однако составить конкуренцию поршневому двигателю внутреннего сгорания с кривошипно-шатунным ме­ханизмом с каждым годом становится все труднее. Слишком много челове­чество вложило в этот двигатель и отказаться от него непросто. К тому же поршневые ДВС постоянно совершенствуются по всем параметрам: увели­чению литровой мощности, уменьшению удельного расхода топлива, повы­шению моторесурса, снижению выбросов вредных компонентов в окружа­ющую среду и т. д.
Не вдаваясь в подробности, рассмотрим коротко лишь два типа двига­телей, могущих в ближайшие годы достойно претендовать на роль автомо­бильной силовой установки. Это газотурбинный и роторный двигатели.


Успешное применение газовых турбин в авиации и других средствах транспорта породило интерес к ним и у автомобилестроителей. Газотурбин­ные двигатели (ГТД) обладают целым рядом преимуществ перед обычны­ми ДВС: малыми габаритами (если принять при равной мощности габарит­ный объем карбюраторного ДВС за 100%, то у дизеля этот показатель бу­дет составлять 144%, а у ГТД — лишь 28%); малой массой (около 0,5 кг на одну лошадиную силу, что в 2 раза меньше, чем у лучших образцов кар­бюраторных ДВС); высокой плавностью хода (нет частей, совершающих возвратно-поступательное движение, как у обычных ДВС); простотой кон­струкции (общее число деталей ГТД составляет около 200, а карбюратор­ного двигателя — около 900); надежностью пуска при низких температу­рах; меньшей токсичностью отработавших газов; более благоприятной тяговой характеристикой (практически не требуется коробка передач) и т.д.
Идея создания ГТД родилась давно. Первая турбина была построена еще в 1892 г. русским инженером П. Д. Кузьминским. Однако интерес к ГТД как к силовой установке для автомобиля возник лишь после вто­рой мировой войны. В настоящее время исследования и разработку автомобильных ГТД ведут в несколь­ких странах десятки фирм. Уже созданы двигатели мощностью 30...2 000 л. с.
Типичная транспортная газовая турбина представляет собой двух-вальную конструкцию. Несмотря на многочисленные пре­имущества ГТД и большие достиже­ния в этой области, они не получи­ли заметного распространения на ав­томобилях, так как им присущи и многие недостатки: высокий уровень шума (очень велика частота вра­щения валов — до 50 тыс. мин _1); худшая топливная экономичность (больший удельный расход топлива при отсутствии теплообменника по сравнению с карбюраторным ДВС); большие размеры воздушного фильт­ра, так как двигатель работает с большим коэффициентом избытка воздуха (в 4...5 раз больше, чем у карбюраторного ДВС); низкая тор­мозная способность; худшие разгон­ные характеристики и т. д.
Таким образом, ГТД в настоящее время находятся еще на такой стадии развития, что их экономически целе­сообразно применять лишь на очень тяжелых машинах. Так, например, на 125-тонном самосвале «БелАЗ-549В» установлена газовая турбина ТВ-2-117 мощностью 1 200 л. с. с частотой вращения вала тяговой турбины 12 тыс. мин-1; топливом для двигателя служит керосин.
Для того чтобы избавиться от такого недостатка поршневого ДВС с кривошипно-шатунным механизмом, как преобразование поступательного движения поршня во вращательное движение коленчатого вала, была пред­принята попытка создания роторного ДВС. Первоначальная идея меха­низма, поршень которого совершает вращательное движение, относится к XVIв. С тех пор на ее основе были созданы различные насосы, вентиля­торы, компрессоры. Однако в ДВС эта идея нашла реальное примене­ние только в работах Ф. Ванкеля (Германия). Основными элементами его двигателя являются корпус и ротор-поршень. Его преимуществами являются простота конструкции (на 35...40% меньше число деталей, на 30...40% меньше масса); малые габариты (длина двигателя на 30...40% меньше); низкий уровень шума (нет деталей, совершающих возвратно-поступательное движение, нет клапанного механизма); хорошая уравновешенность и высокая плавность хода выходного вала (при числе секций не менее двух); пониженная требовательность к октановому числу бензина при той же степени сжатия (нет перегретых деталей — клапанов) и т. д.


К недостаткам такого двигателя относятся: большие на 10...15% расходы топлива и масла; меньший пробег до капитального ремонта; освоение мас­сового производства требует коренного перевооружения заводов, произво­дящих двигатели и осуществляющих их ремонт, и т. д.
В настоящее время роторно-поршневые двигатели выпускаются несколь­кими фирмами в четырех странах (Япония, Германия, США, Великобрита­ния). Японская фирма «Тоуо Кодуо» выпускала несколько модификаций роторных двигателей в количестве до 500 тыс. шт. в год. В мире уже насчиты­вается около 10 млн. автомобилей с такими двигателями.
Проводятся работы и по созданию дизельного роторно-поршневого двигателя, однако здесь необходимо преодолеть трудности, связанные с низкой степенью сжатия, неудовлетворительной формой камеры сгорания, сложностью обеспечения уплотнения зазора между ротором и корпусом и т. д.

Приходько Валентин Иванович , Copyright © 2011-2016 г. E-mail: adm-site-val@rambler.ru , Украина .
Перепечатка материалов автора с обязательной ссылкой на авторство и сайт - ПРИВЕТСТВУЕТСЯ !.