> Техника, страница 7 > Автомобильный двигатель

Автомобильный двигатель

Автомобильный двигатель. Наиболее распространенным типом А. д. следует считать двигатель внутреннего сгорания (смотрите), работающий по 4-тактному циклу Отто с карбюрированием топлива. Значительно реже встречаются автомобили с

2-тактным двигателем (автомобили Троян и Константинеско). Большинство автомобилей имеет 4-цилиндровый мотор, но за последние годы заметен переход к 6-цилиндровым моделям моторов. Так, например, на выставке фраиц. автомобильного на в 1926 году из 252 разных типов шасси было:

1-цилиндровых моторов.		0,8%
2-цилиндровых	».	2,0»
3-цилипдровых	».	0,4»
4-цилипдровых	».	5 4,8»
6-цилиндровых	».	3 7,6»
8-цилиндровых	».	4,0»
электрических	».	0,4»

Рабочий цикл автомобильного 4-тактного мотора совершается за 4 хода поршня (такта), а именно: 1-й такт (поршень движется в цилиндре вниз) — всасывание горючей смеси; 2-й такт (поршень движется вверх)— сжатие горючей смеси и запал; 3-й такт (поршень движется вниз)—расширение сгоревших газов смеси, рабочий ход; 4-й такт (поршень движется вверх) — выталкивание отработанных остатков сгоревшей смеси. Отдельные рабочие такты не совпадают во времени точно с ходами поршня, а ограничены временем действия всасывающего и выпускного клапанов мотора. В случае 2-тактного мотора весь процесс совершается за 2 хода (такта) поршня. В верхнем мертвом положении поршень не доходит до верха цилиндра на некоторую величину; остающийся объём называют камерой сгорания. Отношение объёма цилиндра при низшем положении поршня к объёму камеры сгорания называется степенью сжатия. Величина этого отношения значительно влияет на степень использования топлива двигателем.

Для оценки всех потерь в действительном рабочем цикле двигателя установлены следующие понятия: 1) термическим кпд r)_t называют отношение тепла, обращенного в работу в идеальном цикле, ко всему затрачиваемому теплу, определяемому по теплотворной способности h_u рабочего топлива; 2) индикаторным кпд у; называют отношение тепла, соответствующего действительной рабочей ин-дикат. диаграмме двигателя, ко всему затраченному теплу; 3) относит.ель-

н ы м кпд У]_д называют отношение индикат. коэффициента к термическому: v_g=—;

этот коэфф. учитывает те тепловые потери, которые имеются в действительном рабочем цикле по сравнению с идеальным; 4) э ф-фективным кпд ч_е называют отношение тепла, эквивалентного действительной работе, развиваемой на валу двигателя, ко всему затраченному теплу; 5) м е-ханичееким кпд называют отношение эффективного коэффициента к индикаторному, характеризующее механические потери двигателя.

Работа, развиваемая двигателем за один рабочий цикл, определяется его действительной индикат. диаграммой. Средним ин-дикат. давлением р_{ (кг!см²) называют такое давление, к-рое соответствует средней высоте рабочей диаграммы. Среднее эффект, давление, то есть то, которое соответствует эффект, мощности двигателя, получается из индикаторного умножением его на механический кпд: р_е — р{п_т. Разность мелсду средним индикат. и средним эффект, давлениями p_r=Pi — р_е есть среднее давление, соответствующее работе трения двигателя. Мощность двигателя м. б. определена, если известны его основные размеры, число цилиндров г, число оборотов в минуту п и среднее давление p_t или р_е, причем давлению Pi соответствует индикат. мощность Νι, а давлению р_е — эффект, мощность N_e:

N_e=— IP, где р_е выражено в килограммах/см²

V_h — объём цилиндра в л, п — число оборотов мотора в минуту.

Уд. мощностью двигателя называется мощность, развиваемая одним л его рабочего объёма. Состав рабочей смеси влияет на мощность и экономику двигателя. Вели-* чиной, определяющей состав рабочей смеси, является коэфф. избытка воздуха а. Это есть отношение действительного количества воздуха, приходящегося на 1 килограмм топлива в смеси, к теоретически необходимому, определяемому по хим. составу топлива и реакциям сгорания. В А. д. а колеблется от 0,8 до 1,2, причем максимальную мощность двигатель развивает при α= 0,85—0,9.

Тепловые и м e х a н и ч. потери в А. д. Степень совершенства двигателя с термич. стороны учитывается термическим кпд процесса работы двигателя. Термич. исследование цикла Отто дает значение для этого коэфф-та в следующем виде: >?_{=1—ε^1-“, где r,_t — термический кпд цикла, ε — степень сжатия мотора, к — показатель адиабаты. Т. о. термический кпд зависит только от степени сжатия мотора и с увеличением степени сжатия увеличивается. В следующей таблице приведены значения »?_{ для разных степеней сжатия ε и *к=1,41:

ε	3,5	4,0	4,5	,0	5,5	6,0 7,0	8,0
	0,40	0,426	0,452	0,475	0,494	0,512j 0,540	0,505

В действительном процессе из-за того, что теплоемкость газов меняется в зависимости от t°, а также вследствие изменения хим. состава газа при сгорании, термический кпд будет меньше и, иапр., для наивыгоднейшего состава газа, по опытам Tisard и Руе, определяется соотношением: >?_t=1 — г^{-0 295}. Отсюда видно, что мотор следует выполнять с возможно большей степенью сжатия. Пределом увеличения таковой является самовоспламенение смеси из-за повыще-ния t° сжимаемой смеси. Температура вспышки смеси бензина с воздухом лежит ок. 415°, что соответствует предельной степени сжатия г e* 4,5. В действительном процессе появляется еще ряд потерь, а именно: 1) скорость сгорания, на основании многочисленных опытов, не особенно велика, и процесс сгорания в виду этого частично переносится на линию расширения; потеря от этого составляет ок. 4% от всего количества тепла; 2) часть тепла, полученного от сгорания, теряется благодаря отдаче непосредственно стенкам цилиндра мотора (ок.10—14 % от всего тепла); 3) потери от падения давления при всасывании и от повышения давления при выталкивании газов, а ташке потери от предварения выхлопа.

На фигуре 1 приведены результаты подсчета термического кпд, произведенные Tisard и Руе, а ташке величина индикаторного кпд, полученная проф. Рикардо. Как видно, более бедная смесь дает более высокий кпд, чем смесь с теоретически необходимым («=1) количеством воздуха, и это

Фигура 1. Термический кпд, полученный подсчетом и из опытов Рикардо. Нижняя кривая — Рикардо. подтверждается соответствующими опытами. Положим, что А. д. имеет степень сжатия г=4,5. Ок. 4% тепла потеряется вследствие неполноты сгорания, ок. 10% отдается стенкам цилиндра в период рабочего хода — т. о. потери составляют ок. 14%. Термин, кпд (фигура 1) при коэфф-те избытка воздуха «=1,1 около 0,34. Следовательно, индикаторный кпд будет ч_г==0,86. 0,34=0,292. В эффект, р а б о-т у обратится меньшее количество тепла, т. к. в двигателе будут потери на трение. Суммарные потери на трение в моторе, отнесенные к единице площади поршня, составляют примерно от 0,74 до 1,0 килограмм/см“. Предположим, что имеется двигатель с средним индикат. давлением=5,2 килограмма/см². При принятой величине механич. потерь механический кпд >?_от будет равен

5 2_

-Ч· ₉ =0,81 и э к о н о м и ч е с к. кпд ч_е=

Ο,ιν

= щч_т — 0,292. 0,81=0,236. Но экономический кпд есть отношение тепла, превращенного в эффект, работу, к затраченному теплу, то есть г>_е =

632

Кч

, где h_u — низшая теп лотворная способность топлива, a q—часовой расход топлива на 1 Н?/ч. Отсюда, зная >?_е, можно подсчитать расход топлива нашим двигателем:

⁼ 10 400.0,236 ^{= 0,260 килограмм на IPy,tI}·

Для современного А. д. с поршнем из легких металлов=25—28%, а для моторов с чугунными поршнями и с небольшой степенью сжатия >?_е опускается до 20%. Среднее индикат. давление зависит от степени сжатия г, а также от коэфф-та подачи rj_v. Коэфф-том подачи называют отношение действительно засосанного количества рабочей смеси к теоретически возможному при t° и давлении окружающей среды. Коэфф. подачи будет тем меньше, чем больше сопротивление всасывающих и выхлопных клапанов и трубопроводов, а также чем больше подогрев вступающей смеси от стенок цилиндра. На фигуре 2 приведены данные опытов Judge, дающие зависимость веса смеси, засосанной в цилиндр за один оборот коленчатого вала, от числа оборотов двигателя в минуту. Верхняя кривая построена для холодного мотора (получена проворачиванием двигателя электромотором). Нижняя — соответствует нормальной работе мотора. Как видно, разница в количестве засосанной смеси горячим и холодным мотором колеблется в среднем ок. 12—15% и была бь! значительно ниже, если бы не понижение t° смеси при нормальной работе мотора за счет испарения топлива в карбюраторе. Коэфф. подачи r,_v для современных А. д. колеблется от 75 до 80%, при хорошей конструкции достигает на средних оборотах до 92%. Мощность мотора связана с коэфф-том подачи. По опытам Бекера, уменьшение v_v на 10% снижает максимальную мощность мотора на 18%; поэтому в

Фигура 2. Вес заряда мотора за один оборот в г. моторах стараются увеличить время всасывания и всасывающий клапан закрывают, пройдя 40—45° после нижней мертвой точки. В быстроходных моторах это запаздывание закрытия делают до 60°. Это понижает коэфф. подачи мотора и, следовательно, мощность его на малых оборотах, но зато увеличивает их на больших. Выхлопной клапан для увеличения времени в ы-хлопа открывается также раньше нижней мертвой точки и закрывается часто пройдя верхнюю мертвую точку. На фигуре 3 нанесены диаграммы распределения дрового мотора с верхним расположением клапанов. Все 4 цилиндра отлиты вместе со своими рубашками для водяного охлажце-

нормального и быстроходного автомобильного мотора. Максимальная мощность автомобильного мотора получается при

БЫСТРОХОДНЫЕ МОТОРЫ

Фигура 3. Диаграммы распределения мотора: А

всасывания, Е

ГОНОЧНЫЙ МОТОР НОРМАЛЬНЫЙ МОТОР

начало выпуска, A — конец выпуска, E — начало конец всасывания. работе с некоторым недостатком воздуха («=0,84), а максимальный кпд — при некотором избытке воздуха («=1,07). На фигуре 4 показано изменение мощности и экономического кпд в зависимости от избытка воздуха. С прикрытием дросселя максимальный кпд сдвигается в сторону богатой смеси. Стремление дать легкую, дешевую и в то же время экономную машину заставило обратить внимание на создание мотора небольшого литража (объёма цилиндров), но развивающего большую мощность при высоком кпд. В 1905 г.

I л объёма мотора гоночной машины давал

II £Р, а в 1926 г.—ок. 100 Н? (автомобиль Деляж, V_h=1,5 л, развил 160 IP при

7 500 об/м.). Число оборотов легковой машины, при котором мотор развивает максимальную мощность,—от 2 000 до 3 500 в минуту, у гоночных достигает 7 000 об/м. и выше. II ормальный легковой мотор американ. конструкции развивает мощность ок. 12— 15 IP на 1л объёма цилиндра, автомобильные же двигатели европейских марок дают литровую мощность несколько выше.

Конструкция автомобильного мотора. Большинство автомобильных моторов имеет отливку цилиндров в одном блоке, часто со съемной головкой. Ровность и легкость хода, связанная с хорошим уравновешиванием движущихся частей, дает большие преимущества 6-цилиндровому и 8-цилиндровому мотору, вследствие чего, несмотря на нек-рую неэкономичность, они получают все большее и большее распространение по сравнению с 4-цилиндровым. На фигуре 5 представлен поперечный и продольный разрез автомобильного 4-цилин-

ния и имеют отдельную съемную верхнюю головку. В каждом цилиндре ходит поршень а, который соединен шатуном Ь с коленчатым валом с двигателя. Поршень, для предотвращения просасывания газов между ним и стенками цилиндра, снабжен поршневыми кольцами d. В верхней части, в отдельной головке, расположены рядом всасывающий и выхлопной клапаны ей f, которые в нужные моменты открываются под действием коромысла д и толкателя h, кулачками г на кулачковом (распределительном) валу Jc. Коленчатый вал с помещается в картере мотора на трех коренных подшипниках I, на конце его помещен маховик т. Смазка мотора производится маслом, запас которого находится на дне картера и которое подается масляной помпой п по трубке о через фильтр р в коренные подшипники мотора; отсюда через сверления в коленчатом валу масло достигает до подшипников шатуна и далее, разбрызгиваясь, смазывает цилиндры и все остальные части мотора. Давление масла в масляной системе регулируется посредством клапана г, снабженного регулируемой пружиной. Масляный насос приводится в движение помощью зубчатой передачи от распределительного вала мотора. Тепло через стенки цилиндра отводится в охлаждающую воду, циркулирующую между цилиндром мотора и его рубашкой. Вода получает принудительное движение от водяного насоса s, приводимого в действие от распределительного вала мотора. Пройдя рубашки моторов, вода поступает в головку мотора, охлаждает ее и, нагревшись, уходит в радиатор через патрубок t. Всасывающий трубопровод с карбюратором и расположен сбоку мотора. Выхлопной трубопровод, приборы электрич. оборудования расположены на другой стороне мотора. Фигура 6 иллюстрирует мотор с боковым расположением клапанов. На фигуре изображен мотор автомобиля Триумф. Мотор этот 4-цилиндровый, диам. поршня

77,5 миллиметров, ход поршня 115 миллиметров, объём цилиндров 2 170 см^я. Мотор развивает при 3 000 об/м. 45 IP, что соответствует среднему индикаторному давлению p_f=6,22 килограмма/см².

Фигура 4. Влияние состава рабочей смеси.

Фигура 5. Автомобильный мотор с верхними клапанами.

N

Литровая мощность моторα= 20,7 IP.

^Vh

Верхняя часть картера отлита вместе с цилиндрами. Головка мотора съемная. Камера сгорания имеет форму, предложенную Рикардо. Поршень алюминиевый. Всасывающие и выхлопные клапаны имеют диам. 31 миллиметров, подъем клапана 7,8 миллиметров. Колен-

100 миллиметров. Объем цилиндров 1 057 см². Мощность при 1 500 об/м. 12,75 IP, при 2 000 об/м. 17 ЕР и при 3 000 об/м. 23,5 IP. Среднее индикат. давление р_{ на малых оборотах равно 7,25 килограмм/см², а при 3 000 об/м.— 6,67 килограмм/см². Поршень алюминиевый имеет вверху 2 поршневых кольца, внизу имеет прорезы и разжимается расположенным

Фигура 6. Продольный и поперечный разрезы мотора Триумф. чатый вал укреплен на 3 подшипниках, диам. всех шеек 43,8 миллиметров. Три коренные шейки вращаются во вкладышах, залитых белым металлом (баббитом), и имеют длину 50, 43,8 и 62,5 миллиметров. Шатунные шейки имеют длину 37,0 миллиметров. На фигуре 7 изображен мотор автомобиля Гумбер. Выхлопные клапаны расположены сбоку, всасывающие -подвешены в головке мотора. Мотор 4-цилиндровый, диам. цилиндров 58 миллиметров, ход поршня внизу, с внутренней стороны поршня, пружинящим кольцом. В нек-рых моделях моторов (Даймлера, Минерва, Воксхол, Вил-лис-Найт), вместо клапанного, применяется золотниковое распределение. На фигуре 8 показан в поперечном разрезе мотор Даймлер-Найт. В верхней части мотора имеются всасывающие и выхлопные окна, сообщающиеся с соответственными трубопроводами; два золотника имеют (.цилиндрическую

Фигура 7. Продольный разрез автомобильного мотора Гумбер. форму и движутся внутри цилиндра мотора один внутри другого; приводятся они специальными шатунами от особого коленчатого вала, расположенного в верхней части картера мотора; поршень ходит внутри внутреннего золотника; сверху цилиндр закрыт головкой специальной формы и в нее ввинчена свеча. Моторы с золотниковым распределением отличаются бесшумностью работы, но значительно сложнее в производстве и поэтому употребляются в дорогих машинах. В 4-цилиндровом моторе силы инерции второго порядка остаются неуравновешенными, и хотя они по своей величине невелики, но высокие требования, предъявляемые к дорогим машинам, заставили конструкторов уравновесить и их. Мотор Виллис-Найт с золотниковым распределением и с уравновешиванием масс по системе Ланчестера имеет около среднего подшипника коленчатого вала винтовую зубчатку, вращающую две цилиндрические массы, которые располагаются под прямым углом к оси мотора и вращаются с удвоенным против коленчатого вала числом оборотов. Центр тяжести их смещен сверлением относительно оси вращения. Вращение этих масс установлено так, что их тяжелая часть стоит внизу, когда поршни находятся в мертвых точках. Центробежные силы, возникающие при вращении этих масс, уравновешивают силы инерции второго порядка, возникающие во время работы мотора.

Детали мотора. Цилиндры моторов отливают из серого чугуна почти исключительно в одном блоке. Иногда отливают цилиндры попарно в одном блоке, а в 6-цилиндровом моторе — по три цилиндра в блоке. В верхней части цилиндры имеют клапанные коробки с од ной-двух сторон. Цилиндры снабжены водяной рубашкой.

Почти все моторы имеют съемную верхнюю головку. Примерный кремния. .1,7 фосфора. 0,5—0,4

серы .0,0 7

марганца. .0,6 графита. 2,6

состав чугуна (в %):

общее количество углерода. 3,0 углерод в связанном состоянии .0,65

Крепость чугуна на растяж. 20—24 килограмма/мм^г, твердость по Бринеллю 200, толщина

стенок цилиндра ок. 6 миллиметров вверху и 8 миллиметров внизу и толщина рубашки около 4 лш.

Картер мотора обычно отливается из алюминиевого сплава; примерный состав сплава (в %):

меди..6 кремния.10,0

никеля.2 алюминия.74,0

цинка.8

Уд. в около 2,8, сопротивление на разрыв ок. 1 500 килограмм/см², удлинение 1,5—4%. Часто, в особенности у грузовых моторов, верхняя часть картера отливается вместе с цилиндрами мотора. В верхней части картера прилиты лапы, которыми мотор укреплен на раме автомобиля. Нижняя часть картера или штампуется из стального листа, или отливается из алюминиевого сплава. В нижней части картера мотора расположен запас масла для смазки мотора; для лучшего охлаждения масла эта часть иногда снабжается ребрами.

Поршень отливают из чугуна, алюминиевых или магниевых сплавов. В настоящее время чугунные поршни применяются гл. обр. в тихоходных моторах грузовых автомобилей. Поршень в автомобильных моторах служит в то же время в качестве крейцкопфа и поэтому имеет форму стакана, длиною примерно в 1,2 диаметра цилиндра. Поршень делают диаметром несколько меньше, чем цилиндр, и зазор вверху поршня несколько больше, чем внизу. Величину зазора выбирают так, чтобы поршень, когда он нагреется, не заедало в цилиндре. На фигуре 9 представлен в разрезе нормальный чугунный поршень,

а также способы укрепления поршневого пальца. На поршне имеется 3—4 поршневых кольца, служащих уплотнением между поршнем и стенками цилиндров. Поршневые кольца изготовляются из чугуна, ширина их при чугунном поршне ок. 5—8лип; чтобы они пружинили, делают разрез, форма которого показана на фигуре 10. Поршневой палец укреплен в специальных приливах в стенках поршня; в некоторых моделях палец может вращаться — т. н. плавающий палец. В последнее время в легковых, а также и грузовых моторах стали применять поршни из легких сплавов (алюминиевых или магниевых), обладающих хорошей теплопроводностью и меньшим, по сравнению с чугуном, коэфф-том трения. Мотор с поршнем из легких сплавов лучше использует тепло топлива и вследствие легкости поршня развивает большее число оборотов. На фигуре 11 представлен результат опыта с мотором при различных поршнях. С легким поршнем мотор развил большую мощность и уменьшил расход топлива. На фигуре 12 представлена конструкция поршня из легкого металла; днище поршня из легкого сплава не делают

Фигура 9. Поршень и детали укрепления пальца. тоньше 8—10 миллиметров (для хорошего отвода тепла). Главн. диаметры (в миллиметров) и материал поршней приведены в таблице на ст. 225. Поршневые кольца для алюминиевого поршня делают несколько уже, чем для чугунного, с расстоянием между кольцами около 3—4 миллиметров. В качестве материала для чугунных поршней применяют чугун более мягкий, чем для цилиндров. Наиболее

Фигура 10. Поршневые кольца. употребительный состав сплава для алюминиевых поршней (в %):

алюминия.. 86,0

меди.. 13,4

цинка.. 0,6

Уд. в 2,8 — 3, тв. по Бринеллю 86 —126. Поршни из электрона содержат примерно:

магния.. 91%

меди.. 8%

Тв. по Бринеллю 43 — 44, сопротивление на сжатие—36 килограмм/мм², уд. в 1,75. В поршнях из электрона часто применяют плавающий поршневой палец. Напряжение на сжатие в приливах поршня не допускают больше 145—160 килограмм/см², считая давление вспышки в 30—32 килограмма/см“.

Поршневой палец изготовляется из специальной стали трубчатого сечения (хромоникелевой стали: С=0,25%,

Сг=0,7%, Ni=4%) с сопротивлением па разрыв ок. 90 килограмм/мм², с пределом упруго-

до а» /мо tooo им дор ээм“

Фигура 11. Мощность и расход тепла у моторов с чугунными (---) и легкими поршнями (—).

сти ок. 65 килограмм/мм² и удлинением в 19—20%.

Шатун в А.д. изготовляется х или О сечения. Материалом для шатуна служит никелевая сталь с содержанием Ni ^ 2%.

_Ш_

	1 .T
	1 ί

m	Шщ
: X !Т ;. d

В быстроходных двигателях шатуны часто делают из дуралюминия (уд. вес 2,8, сопротивление разрыву 42—48 килограмм/мм², предел упругости 28—34 килограмма/мм², модуль упругости Е=600 000 килограмм/см², удлинение от 10 до 18%) или из пр ес сованного электрона (уд. в 1,82, сопротивление сжатью 39 килограмм/мм², сопротивление р астяжению 36 килограмм/мм², Е==450000 килограмм/слг². удлинение от 10 до 12%). Ыа фигура 13и ^изображены легкие шату ин-дур алюминиевый и из электрона. В верхней головке шатуна запрессована бронзовая втулка, в которой вращается поршневой палец. Нижняя шатунная головка разрезная, содержит бронзовые вкладыши, залитые баббитом. Длина шатуна в автомобильном моторе в 4,2—4,8 раза более, чем радиус коленчатого вала. Расчет тела шатуна надлежит вести на продольный изгиб по формулам Тетмайера.

Фигура 12. Легкие поршни.

Фигура 13. Шатун из дуралюминия.

Материал цилйндров	Диам. цилиндр. I)	Диаметр поршня
		Пг	D,	Dз	D4	В,	В,
	78,5	78,12	78,15	78,18	78,2	78,25	78,3
Алюминий	100	99,48	99,52	99,55	99,6	99,6	99,75
	86	85,5	85,5	85;8	85| 8	85,8	85,9
	67	66,65	66,8	66,8	66,8	66,8	67—0,06
	78,5	78,13	78,18	78,23	78,25	78,3	78,34
Электрон	65	6 4,6	64,82	64,85	64,88	64,88	64,92
	100	98,98	99, 59	99,68	99,78	99,8	99,8
	80	79,7	79,7	79,9	_	79	79,9
	86	85,7	85,9	85,9	—	85	85,9
Чугун	92	91,5	91 ,95	91 ,95	91,95	91	91,95
	98	97,5	97,95	97,95	97,95	97	97,95
1	110	109	109,9	109,9	109,9	109,9	109,95

Коленчатый вал —· одна из самых ответственных частей мотора. Отковывается из никелевой или хромоникелевой стали (примерный состав для никелевой стали: С=0,15%, Мп=0,6—0,7%, Si=0,1 %,

Ni=5%,

Сг=0,15 — 0,20%; для хромо-никелевой стали: С=0,25%, Сг=0,7%, Ni=4%). Для хорошего уравновешивания масс и равномерного распределе ния вспышек, колена вала для 4-цилиндрового мотора расположены под углом в 180°, для 6-цилиндрового — под углом в 120°. На фигуре

15а, 156 и15 в приведены схематические чертежи валов различных моторов, там же видно, как располагают коренные подшипники мото -ров. Длина шеек коленчатого вала выбирается такою, чтобы уд. давление в момент вспышки не превосходило 50—90 килограмм/см², а также, чтобы обеспечить отвод тепла, выделяющегося вследствие трения в подшипниках вала.

Количество тепла пропорционально. ср. уд. давлению гф¹

-ζ- · PI

* - ~г:i ~ ^<ГЯК

Ώ — диаметр цилиндра, ρ_έ — ср. давление на поршень, d—диаметр шейки в см, I— длина шейки в см) и окружной скорости шейки υ м/ск. Произведение kv служит мерой работы трения; в современных моторах величи-

на kv доходит до 200—300 —у км/ск.Такое сд количество тепла не м. б. отведено путем теплопроводности через стенки подшипника, и поэтому в современных А. д. применяют принудительное охлаждение подшипников маслом. Для этого подводят к коренным подшипникам с помощью насоса необходимое количество масла, которое одновременно служит и для смазки. Масло в шатунные шейки подводится через сверления в коленчатом вале.

Клапаны, всасывающий и выхлопной, в современном моторе делают одинаковых размеров. Обращают внимание на хороший отвод тепла от клапанов. Клапаны изготовляют из стали, хорошо сопротивляющейся разрыву при высокой Г и не окисляющейся. Для этой цели подходят стали с большим содержанием никеля (ок. 25%) или быстрорежущие стали (W—15%, Сг—3%). На фигуре 16 представлена конструкция подвесного клапана при верхнем расположении кулачкового вала.

Смазка мотора. Смазка подшипников коленчатого и кулачкового валов производится принудительно, а смазка

8

Т. Э. m. I.

цилиндров — путем разбрызгивания. Запас масла из нижней половины картера подается шестеренчатым насосом по особым трубопроводам

в коренные подшипники коленчатого и в подшипники кулачкового валов. На фигуре 17 представлена система смазки в моторе Дикси. Давление масла в трубопроводе при нормальном числе оборотов мотора держится ок. 0,2—0,3 atm и должен быть поднято с увеличением числа оборотов мотора. При увеличении уд. давления на под ш и п н и к и давление масла надлежит поднять: например, при уд. давлении в 60 килограмм/см² давление масла должен быть 0,5 — 0,7 atm. Для смазки мотора употребляются специальные масла— зимой более жидкие, летом более густые. Из русских масел для смазки моторов употребляют масло Нефтесиндиката «Автол» марок: «Л», «Μ», «Т». ; _г э *

Для контроля смазки на щитке автомобиля помещен манометр, который указывает давление масла в маслопроводной системе. На моторе имеется регулятор, позволяющий регулировать давление масла в смазочной системе.

Охлаждение мотора. Из всего тепла, поступающего в мотор, около 33% передается стенкам цилиндра. Для удаления этого тепла нормальный автомобильный мотор снабжен водяным охлаждением.

i В

U

Фигура 15а. Схема коленчатых валов 4-цилиндр, мотора.

2 5

3 4

3 4

Фигура 1 5G. Схема коленчатых валов 6-цилиндр, мотора.

Вода, проходя через рубашку цилиндра, уносит с собой тепло и в радиаторе отдает его окружающему воздуху. В А. д. при меняют две системы водяного охлаждения: с принудительной циркуляцией воды помощью насоса и термосифонное охлаждение,

i г з л s е 7 в _ „

e в

7 2

12 3 *

8

re st,· *

Фигура 1 5в. Схема коленчатых валов 8-цилиндр, мотора.

основанное на циркуляции воды благодаря разнице удельного веса нагретой воды в рубашках цилиндра и холодной воды в радиаторе. Термосифонная система охлаждения

1

Фигура 16. Клапан и привод к нему с верхним расположением кулачкового вала. приведена на фигуре 18. Как расположен насос при принудительной циркуляции воды, можно видеть на фигуре 5. Охлаждение воды происходит в радиаторе, помещаемом обыч-

Регу- лятор давления масла

Фигура 17. Смазка мотора Дикси. но впереди автомобиля. На фигуре 19 и 20 показан внешний вид радиатора. Различают две системы радиаторов: в сотовых (фигура 21) вода проходит вокруг трубок»

а воздух внутри них; в трубчатых, наоборот, вода движется по тонким трубкам, а воздух вокруг них. Для контроля за пра-

Фигура 18. Схема термосифонного охлаждения. вильностью работы системы охлаждения, на радиаторе устанавливают специальный термометр. Одним из наиболее распространенных приборов этого типа является мото метр Бойса: на круглой шкале сделан ряд прорезов, каждый из которых соответствует определенному состоянию радиатора; если столбик ового термометра выйдет в верхнюю часть,

Фигура 19. Радиатор автомобиля Мерседес. то это указывает, что вода в радиаторе кипит, нужно остановить мотор; следующие черточки показывают нормальные t°, соответствующие термосифонной или принудительной, с насосом, системам охлаждения. Иногда устанавливают н а щите автомобиля дальномерные термометры (аэротермометры), дающие t° воды в охлаждающей системе. На нек-рых моторах устанавливают автоматическую регулировку охлаждения. Один из типов термостата, производящий такую регулировку, приведен на фигуре 22, Существенную часть прибора представляет приспособленный к значительным деформациям своего объёма герметический сосуд, состоящий из ряда пружинистых тонких пластинок, спаянных между собою жесткими кольцами. Сосуд заключает в себе некоторое количество жидкости с низкой t°Kun. (например эфира), закипающей при поднятии t° воды. Давление

Фигура 20. Радиатор авт. NAG из отдельных секций. паров расширяет сосуд и, приподнимая связанный с ним клапан, освобождает проход для охлаждающей воды. Во время малой скорости автомобиля проход воздуха через радиатор будет недостаточен для охлаждения воды, поэтому за радиатором на моторе устанавливается вентилятор, создающий добавочный приток воздуха.

Зажигание в А. д. Зажигание в автомобильных моторах употребляется исклгочи-

Фигура 21. Детали сотовых радиаторов.

Фигура 22. Термостат. тельно от электрич. искры, проскакивающей между электродами свечи, ввинченной в камеру сгорания мотора. Один из типов применяемых свечей показан на фигуре 23. Электрический ток высокого напряжения доставляется не-п осредствен-но от магнето, или ток от аккумулятора трансформируется катушкой Рум-корфа до требуемого напряжения. В последнем случае аккумулятор заряжается от специальной динамо, приводящейся в движение от мотора, и служит одновременно для освещения и приведения в действие сигналов автомобиля. Среди магнето наибольшее распространение получили магнето высокого напряжения Бош, Эйземан, Дикси, Реми и Меа. На фигуре 24 представлен тип наиболее распространенного 4-цилиндро-вого магнето системы Бош.

Между полюсными наконечниками постоянных магнитов вращается якорь двутаврового сечения, имеющий две обмотки: первичная,

около 200 витков проволоки диам. ок. 0,8 миллиметров, одним концом укреплена к массе якоря, а другим присоединена через одну обкладку конденсатора J, помощью винта I, к контакту А прерывателя.

Второй контакт прерывателя укреплен на угловом рычажке В, к-рый качается на оси и соединен электрически с

Фигура 23. Авто-моб. свеча. массой якоря; контакты поддерживаются в замкнутом состоянии пружиной Н. Прерыватель монтирован на диске D, к-рый винтом I укреплен на оси якоря и вращается вместе с ним. Вторая обкладка конденсатора J соединена с массой якоря. Во время

Фигура 24. Магнето Бош.

вращения якоря свободный конец углового рычажка В прерывателя находит на кулачки G, укрепленные на обойме и, поворачиваясь, разрывает цепь низкого напряжения магнето. Кулачки G расположены так, что прерывают ток в момент наибольшей силы тока в первичной обмотке; в этот момент первичная обмотка и конденсатор J образуют замкнутый колебательный контур, в к-ром возбуждаются колебания высокой частоты. Эти колебания индуктируют во вторичной обмотке SW магнето, намотанной в количестве 12 000 или более витков тонкого провода (диам. ок. 0,12 миллиметров), ток высокого напряжения. Один конец вторичной обмотки присоединен к концу первичной (в точке PW), а второй—к коллектору О, укрепленному на втором конце якоря. Ток высокого напряжения через уголек Р, мостик Q и контакт R идет в уголек распределителя Z, а оттуда через соответствующий контакт Т в средний электрод свечи того цилиндра, в котором требуется произвести зажигание сжатой смеси. В свече ток проскакивает промежуток между электродами и по массе мотора возвращается в магнето. Момент зажигания регулируется моментом разрыва контактов прерывателя. Разрыв же контактов можно регулировать поворачиванием обоймы с кулачками G помощью рычага L (смотрите фигура 24а). Эта регулировка необходима, т. к. сгорание смеси происходит не мгновенно, и момент запала поэтому должен быть предваре и,— и тем более предварен, чем большее число оборотов развивает мо тор. При пуске в ход мотора, магнето должен быть поставлено на позднее зажигание. Чтобы предохранить обмотки от пробива изоляции высоким напряжением в случае неисправности свечи, к мостику Q присоединен предохранитель ZZ, в котором расстояние×между контактами Z1 и Z2 выбрано такое, что в обмотках напряжение не может подняться до опасных пределов., Магнето соединено с мотором и вращается с определенной по отношению к коленчатому валу скоростью: т. к. за один оборот якоря могли быть 2 искры, то в 4-цилиндровом моторе магнето должно вращаться с одинаковым числом оборотов, а в 6-цилиндровом в полтора раза быстрее. Распределительный уголек Z укреплен па шестерне W, сцепленной с шестерней х на оси якоря, и должен делать один оборот за два оборота, мотора. В крышке S распределителя помещены контакты Т, по числу цилиндров мотора. На фигуре 25 представлена схема зажигания Делько, применяемая на автомобилях Кадиляк. Электрич. ток от аккумулятора II через выключатель 3 поступает в первичную обмотку Б индукционной катушки Ж, оттуда

через постоянное сопротивление В (предохранитель) в прерыватель Г. Особенностью прерывателя являются две пары контактов, работающие параллельно; сделано это для надежности работы прерывателя. Конденсатор Е помещен параллельно с прерыва-

телем. Из прерывателя ток по массе мотора и раме автомобиля возвращается в аккумулятор. Ток высокого напряжения из вто-

з

Фигура 25. Схема зажигания Делько-Кадиляк: А— вторичная, Б—первичная обмотка, Б—постоян. сопротивление (предохранитель), Г—прерыватель с двумя парал. контактами, Д—масса мотора, Е—копденсатор, Ж—индукц. катушка, 3—выключатель, И—аккумулятор, К—распределитель. ричиой обмотки А индукционной катушки I через распределитель К поступает в свечи и через массу мотора, аккумулятор и выключатель 3 возвращается во вторичную обмотку индукционной катушки. Ыа автомобиле Форд применяется магнето низкого напряжения. Магнето помещено внутри картера мотора и имеет магнита, укрепленные непосредственно на маховике мотора. Катушки магнето укреплены параллельно маховику на особом диске и имеют обмотку из медной ленты. Один конец ленты припаян к массе, а другой подведен к контакту, укрепленному на изоляции к картеру мотора.

Карбюраторы. Рабочая смесь для двигателя образуется в карбюраторе. Для хорошей работы мотора необходимо получить смесь однородного состава, в которой топливо было бы превращено в пар и равномерно распределено в воздухе; это заставляет применять легкие сорта, то есть требующие невысоких t° для своего испарения". В качестве топлива для автомобильного двигателя применяют: бензин 1-го и 2-го сорта, газолин, бензол. В следующей таблице приведены главные данные употребляемого топлива:

На фигуре 26, представляющей карбюратор Зенит, можно проследить также и схему действия простейшего карбюратора. Бензин из бензинового бака через отверстие 1 попадает в поплавковую камеру ?. Уровень бензина, при помощи поплавка 3, игольчатого клапана (иглы)4 с системой рычажков 5, поддерживается на постоянной высоте, расположенной немного ниже отверстия распыливающей форсунки жиклера. Отверстие жиклера помещается в узком сечении диффу-з о р а 6 смесительной камеры 7 карбюратора. При просасывании воздуха во время всасывающего хода двигателя в узком месте получается разрежение. Бензин, вытекая через отверстие жиклера, разбрызгивается, подхватывается протекающей мимо струей воздуха, распыляется, смешавшись с воздухом, испаряется и по всасывающей трубе попадает в цилиндр двигателя. Наполнение двигателя регулируется дроссельной заслонкой 8. Далее,

Фигура 26. Карбюратор Зенит. при холостом ходе, когда дроссельная заслонка почти закрыта, скорость воздуха будет недостаточна для засасывания топлива, во избежание чего в карбюраторе устраивают специальный жиклер .9, к-рый подводит топливо в место, где у карбюратора при открытой заслонке получается

Средние химические и физические характеристики топлива А. д.

Наименование топлива	Элементарный состав в %		Теплотворная способн.	Теорет. колич. возд. для crop.		Пределы кипения при	Среднее знач. тепл, испар.	V само-	Уд. в.
	С	н2	Са1/кг	ats	кг	720 миллиметров Hg	Cal	воспл.
Бензин.	85,7	14,3	10 200	12,63	14,9	60—120" испар. полн.	74,9	415°	0,739
Керосин.	85,88	14,1	10 200	12,6	14,73	1 50—268° полностью не испар.	75,6	385 =	0,813
Бензол.	91,4	8,3	9 800	12,3	14,5	75—160=испар. поли.	92,1	520°	0,870
	91,3	8,7	10 100	11,72	13,84	—	86,0		0,88

достаточное разрежение. Такого устройства карбюратор обладал бы существенным недостатком: пропорция бензина в воздухе менялась бы со скоростью прохода воздуха мимо жиклера и, следовательно, с оборотами мотора. На фигуре 27 представлено количество воздуха, протекающее мм. *ed · cm.

Фигура 27. Расход воздуха через диффузор карбюратора. через диффузор при различных разрежениях в карбюраторе, а на фигуре 28—изменение расхода топлива и жиклера с изменением разрежения. Рассматривая обе кривые, видим, что с увеличением разрежения (с увеличением числа оборотов мотора) относительный расход бензина будет увеличиваться и смесь будет обогащаться. Для регулирования состава смеси во время работы мотора применяют один из следующих способов: 1) уменьшение разрежения в диффузоре путем ввода добавочного воздуха (иногда параллельно с регулировкой отверстия жиклера), 2) пневматическое торможение струи топлива. Карбюратор Шеблер (фигура 29) основан на принципе регулирования смеси по первому способу: бензин из поплавковой камеры D

Q кг 1ч.

Фигура 28. Расход топлива через жиклер с изменением разрежения: Q=< >f /2gH — расход топлива, ψ—коэфф. расхода, Н—величина разрежения, в метрах водяного столба, /—площадь отверстия жиклера. через отверстие Е попадает в жиклер G; воздух по трубке F с заслонкой для пуска в ход W проходит через диффузор L, смешивается там с поступающим из жиклера бензином, и богатая смесь поступает в ка меру 1, где к смеси добавляется воздух, через клапан добавочного воздуха — А; с увеличением количества добавочного воздуха увеличивается приток бензина путем открывания отверстия жиклера иглой I, связанной рычагом Н с клапаном добавочного воздуха; для плавной регулировки добавочного воздуха клапан А связан с поршнем Т, движущимся в цилиндре Z7; полученный т. о. воздушный буфер обеспечивает плавную регулировку добавочного, воздуха в карбюраторе. К особенностям этого карбюратора следует отнести концентрическое расположение поплавковой камеры относительно жиклера. Подобное расположение поплавковой камеры обеспечивает постоянство уровня у жиклера при работе карбюратора в наклонном положении автомобиля. Чтобы обеспечить хорошее испарение топлива в холодное время, смесительная камера окружена рубашкой, через к-рую пропускают горячие отработанные газы. В качестве карбюратора с автоматической регулировкой топлива на фигуре 26 уже была приведена схема очень распространенного карбюратора Зенит, имеющего два жиклера. Внутренний, главный жиклер G питается нормально из

поплавковой камеры. Второй, добавочный жиклер Н, расположенный обычно концен-трично с главным жиклером, питается из колодца 9, в который бензин протекает через калиброванное отверстие I. В то время как расход топлива через главный жиклер относительно просасываемого через карбюратор воздуха будет увеличиваться, расход бензина через добавочный жиклер будет уменьшаться. Так. обр. относительное содержание бензина в воздухе будет постоянным. Жиклер холостого хода N представляет собою трубку, берущую бензин из колодца 9 и подводящую его к заслонке дросселя, при открытии которого разряжение уменьшается и жиклер холостого хода перестает работать. Принцип пневматической регулировки топлива применен в ряде распространенных в настоящее время карбюраторов (Паллас, Клодель, Солекс и др.)· На фигуре 30 представлен карбюратор Паллас. Жиклер находится в трубке F, помещенной наклонно

Фигура 30. Карбюратор Палас: 1 — поплавок,

2—подвод воздуха, з—уровень бензина, 4—фильтр для бензина, 5—смесь, 6—дроссельная заслонка,

7—отверстие жиклера. в диффузоре. Сверху ввернута пробка Я, имеющая калиброванное отверстие К для воздуха. Во время работы мотора через отверстие R вытекает эмульсия (смесь воздуха с бензином), закон вытекания которой примерно таков, как и воздуха, и, следовательно, состав смеси поддерживается постоянный. Пусковой жиклер представлен каналом М и отверстием N, в которое смесь поступает из трубки Е через отверстие L.

Другие типы автомобильных двигателей.

Широкое развитие автомобильных хозяйств и связанное ς этим вздорожание горючего материала поставили перед конструкторами задачу выработать автомобильный двигатель, работающий на более дешевом топливе, чем бензин. В разрешении этой задачи в настоящее время наметились два пути. Первый — переход на топливо с большим уд. весом (например нефть) и, следовательно, к приспособлению работающего по циклу Дизеля двигателя как наиболее экономичного для работы в условиях автомобильного) мотора. Второй путь — приспособление автомобильного двигателя к работе на дровах или древесном угле, то есть с генерированием горючего.

Из попыток построить автомобильный двигатель, работающий по циклу, близкому к циклу Дизеля, следует упомянуть о по-лудизеле системы Тартрэ. Этого типа двигатель, построенный фирмой Пежо, показан на фигуре 31. Двигатель выполнен 2-тактным, имеет два цилиндра, диам. 120 миллиметров, ход поршня 150 миллиметров, развивает при 1450 об/м. 53 IP и имеет вес около 4,6 килограмм на 1 1Р. Продувочный воздух под давлением около 1,36 atm поступает в продувочные окна, расположенные по окружности цилиндра под выхлопными окнами, вытесняет сгоревшие газы и сжимается при давлении поршня вверх до давления ~ 20 atm (*=9—10). Камера сгорания данного дви гателя специальной формы, сообщается с цилиндром посредством горловины. Поршень имеет на днище специальную головку, которая при верхнем положении поршня входит с небольшим зазором в горловину. При этом, воздух, проходя из цилиндра в камеру сгорания через щель, зави-хряется и подхватывает нефть, впрыскиваемую через форсунку, расположенную в центре камеры сгорания; этим достигается хорошее перемешивание топлива с воздухом. Холодный мотор пускается на бензине, причем зажигание производится помощью электрич. запальника (свечи). Когда головка разогреется, переходят на работу на нефти, причем запал происходит автоматически, как и у двигателя Дизеля. Испытания, произведенные в 1923 году фирмой Пеню над двумя автомобилями, из которых один был снабжен двигателем Тартрэ, а другой нормальным бензиновым, доказали полную пригодность полудизеля для работы на автомобиле. Легкость пуска, регулировка и динамические качества обоих моторов оказались почти равными. Расход топлива на 1 км пути у бензинового двигателя получился 0,16 л бензина, у двигателя Тартрэ ~ 0,15 л нефти. Т. к. головка на поршне работает в тяжелых температурных условиях и вследствие-этого легко сгорает, этот двигатель до настоящего времени распространения не получил. Из двигателей, работающих по циклу Дизеля, на фигуре 32 показан автомобильный двигатель Юнкере. Двигатель 2-цилиндровый, 2-тактпый. В каждом цилиндре 2 поршня, двигающихся в разные стороны. Нижний поршень связан нормально с коленчатым валом, верхний действует на ко-

Фигура 31. Двигатель Тартрэ. ленчатый вал помощью балансира и двух шатунов. Продувочные насосы устроены в верхней части цилиндров; их поршни составляют одно целое с верхними поршнями мотора. Форсунки для топлива расположены посредине цилиндров. Цилиндры

Фнг. 32. Двигатель Юнкере: 1 —выход охлаждающей воды, 2—водяной насос, 3—насосы для подачи горючего, 4— масляный насос, 5—насос для продувки, 6—воздух для продувки, 7—форсунка. топлива при различных нагрузках в зависимости от числа оборотов для этого двигателя представлена на фигуре 33. Как видно, для нагрузок, примерно до 60% от максимальной, двигатель дает расход топлива около 180 г/IP, при 40% нагрузки—около 200 г/1Р. При применении газогенераторов в двигателях можно в качестве топлива применять древесный уголь и даже де рево. На фигуре 34 приведена конструкция генератора системы Имбер-Дитрих. Генератор Имбер-Дитрих (фигура 35) (установленный на автомобиле системы Берлие) с опрокинутым горением позволяет в качестве горючего употреблять дрова различных пород, не исключая нек-рого процента смолистых. Газогенераторы (Панар-Левассор) с вертикальным горением (снизу вверх) предназначены для работы исключительно на горючем, не дающем гудронов (например древесный уголь). Полученный газ поступает из генератора через охладитель в очиститель и оттуда в мотор. Генератор м. б. пристроен к любому автомобильному двигателю, но, во избежание потери мощности, лучше применять его на моторах с повышенной степенью сжатия (до ε=7—10). В смысле расхода топлива практика показала, что 1 л бензина заменяется 1,2—1,3 килограмма древесного угля, или 2,0 килограмм дров. Расход топлива на 1 ΪΡ—ок. 460 г древесного угля, или ок. 1 килограмм дров. Для нас применение газогенераторов в автомобилях имеет большой интерес, в особенности в лесистых местностях. стальные, запрессованные в отливку из легкого металла. 2-тактный мотор с диам. цилиндров 80 миллиметров и ходом поршней по 150 миллиметров по габаритным размерам получается меньше, чем мотор 4-цилиндровый, работающий по 4-тактному циклу. Мощность его 45 ЬР при 1 000 об/м. и 65 IP при 1 500 об/м., что соответствует среднему эффект, давлению на поршень, равному Р_е — 6,75—6,5 atm. Вес без махоцика — 280 килограмм. Величина расхода г

Испытание моторов. Нормальное испытание мотора имеет целью выяснение правильности и тщательности исполнения конструк-

Фигура 34. Генератор Имбер-Днтрих. I—II. А — гор-по, В—зольная камера, С—загрузочная нам., D— воздуходувное кольцо, Е—форсунка, F—воздухопровод, G—решетка, Н—колосники, I, J— люки,

К—выпуск газа, L—загрузочное отверстие, М— люк; III. А—кожух очистителя, В—решетчатые диски, С—поддерживающие стержни, D—кольцевые прокладки, Е—герметический затвор, F—отвод воды, получаемой при конденсации. ции, выяснение мощности, расхода топлива, а также надежности работы двигателя. Во время такого испытания производят замер мощности, развиваемой двигателем, суммарного и удельного (на единицу мощности) расхода топлива, расхода смазочного масла, количества тепла, уносимого с охлаждающей водой, работы трения мотора. Мощность, развиваемая двигателем, поглощается тор-

Фигура 35. Схема генераторной установки на грузовом автомобиле Берлие: А—генератор, Б—очистители, В—вентилятор, Г—смеситель. мозом. Наиболее распространенным, деше-вым и в то же время дающим очень точные результаты, является тормоз П р о н и.

Поэтому в заграничной практике, несмотря на существование других весьма удобных способов торможения, этот тип тормоза все же применяется для быстроходных (делающих более 2 000 об/и.) двигателей. На фигуре 36 представлена типичная конструкция этого тормоза. На чугунном шкиве S, снабженном закраинами, помещены две деревянные колодки b и b, стягиваемые винтами. Со стороны, прилегающей к шкиву S, колодки обшиты алюминиевыми листами. Для хорошего охлаждения этих листов в верх-

Фигура 30. Тормоз Прони. ней колодке проделаны канавки, сообщающиеся с трубкой. На эту трубку надевается во время работы резиновый шланг, по которому подводится под давлением мыльная вода. Шкив S во время торможения сильно нагревается, и для охлаждения его в пространство, образуемое закраинами, с внутренней стороны подводится вода. Нагретая вода забирается специальной трубкой, поставленной отверстием против вращения шкива. В тормозе Прони механическая работа мотора превращается в тепло. Регули-

Фигура 3 7. Поперечттый разрез тормоза Фруд:

1—выпускной кран, 2—выпуск воды, з—заслонка, 4—проход для воды —очертание кожуха, 6—вспомогательный кран. 7—ротор, «—выпускная труба,

9—вспомогательная труба, 1 о—подшипник, поддерживающий кожух, 11— коренной подшипник. руя нажим колодок винтами, вызывают на поверхности шкива силы трения, которые уравновешивают усилие, производимое мотором. Чтобы измерить мощность двигателя, к колодкам приделан рычаг Н, на конце которого подвешен груз G тогда, в случае равновесия, мощность мотора будет равна:

Х_е== 0^01396 Н G и,

где Н — длина рычага, G—уравновешивающий груз и и — число оборотов мотора в минуту.

Фигура 38. Испытательная установка с тормозом Фруд.

Из других типов тормозов, употребляемых при испытании А. д., следует упомянуть гидравлич. и электрич. тормоза и вертушки (мельницы Ренара). Гидравлич. тормоза основаны на сопротивлении, к-рое оказывает вода движению диска (ротора), вращающегося в кожухе. На фигуре 37 показан в разрезе гидравлич. тормоз Фруд. На валу тормоза, укрепленном в шариковых

Фигура 39. Испытат. установка с мельницей Ренара: т — мотор, I —плечо рычага, Р — груз. подшипниках корпуса, насажен ротор. Как в роторе, так и в кожухе устроены карманы полуэллиптического сечения. Во время движения ротор гонит воду к периферии; благодаря кривизне траектории вода отражается в карманы кожуха и направляется снова к центру ротора. Т. о. вода совершает круговые движения с большой скоростью и поглощает мощность, подводимую к ротору от двигателя. Между ротором и статором (кожухом) расположена тонкая металлическая ширма, которая может раздвигаться в направлении от центра к периферии тормоза. Вращением расположенного снаружи маховичка можно регулировать открытие карманов и тем самым нагрузку тормоза. В этом типе тормоза во время работы карманы полностью

Фигура 40. Испытание мотора Австро-Даймлер (на полном дросселе): г=6, D=71, S=110, I—Q, II—N, III—q, IV—р_е.

заполнены водой, которая поступает через отверстия кожуха в месте близ центра водоворота, где давление понижено. Отработанная вода отводится в трубу; отвод регулируется вентилем так, чтобы t° воды не поднималась слишком высоко (~50°). Кожух укреплен на шарикоподшипниках и уравновешивается грузом. Фигура 38

показывает полную установку для испытания двигателей с тормозами Фруд. Из гидравлич. тормозов очень распространены тормоза Юнкере, которые несколько проще по конструкции и подходят для быстроходных двигателей. Электрич. тормоз (пендель-динамо) представляет динамомашину, особенностью которой является то, что она может качаться на шариковых подшипниках и снабжена рычагами для уравновешивания грузом. Механич. работу динамо превращает в электрическую энергию, поглощаемую реостатом. Крутящий момент, передаваемый на динамо от мотора, измеряют по уравновешивающему грузу (Сгкг) и, зная число оборотов мотора п, определяют мощность мотора. Для облегчения^ вычислений длину рычага делают равной 716,2 миллиметров. Тогда N_e=· Элек трические тормоза удобны тем, что, заставляя работать динамо как мотор, можно измерить работу трения мотора и определить механич. кпд. В некоторых случаях в ка-

духом в 1 ск, будет

1,2 г

Ре

0,4 Р

0,2

1								1
π—								Ί
								к.1
								Pe
о<-

Фигура 41. Испытание мотора AM О 4x100x140

компенсатор ,0=1,36. На полном дросселе честве тормоза употребляют мельницу Ренара (вертушку). Вертушка представляет собою металлическую или дере вянную балку, укрепленную на оси, имеющую на концах пластинки. Меняя величину пластинок и их расстояние от оси вращения, меняют сопротивление вращению их в воздухе (для правильности действия вертушки она не должна быть устанавливаема близко от пола, стены и прочие). Приблизительно можно подсчитать мощность, поглощаемую вертушкой, на основании следующих соображений. Пусть площадь пластинок будет F м², окружная скорость центра пластинок — v м/ск; тогда масса воздуха, прогоняемая вертушкой,

_ , Fvy_e. кгек²

_{будет м}=а-^_Г-_1й-,

где у_в.—вес 1 м³ воздуха, а—нек. коэфф. Кинетическая энергия, приобретенная воз-

, __ Mv² __ aFv^z у в 2“ ~ 1)Ж2^ и, следовательно, затраченная на приведение в движение вертушки мощность _лг A aFv³ у_в. aFi* у_в. _{ТГ) π}

75^—9,81.2.75 ^- 1 472 ^tP ^^{ля величи}" ны а можно принять значения ei 0,85—1,7 в _v зависимости от данной конструкции вертушки. Таким образом мощность, поглощаемая вертушкой, зависит, кроме всего остального, от плотности воздуха, которая может меняться во время опыта. Поэтому при торможении мотора вертушкой он обычно укрепляется на балансирном станке, который позволяет непосредственно измерять крутящий момент мотора. На фигуре 39 такая установка мотора показана схематически. Мощность, поглощаемая вертушкой, зависит от массы воздуха, прогоняемой вертушкой, поэтому, ограничивая отвод воздуха, можно менять крутящий момент вертушки. Расход топлива нормально измеряется по объёму. Для этого во время отсчета мотор питают из особого тарированного бачка, обеспечивающего непрерывную подачу 2оо|₀,« топлива, и замечают время расхода определенного объёма топли-,oofl0.2 ва. На фигуре 40 и 41 представлены результаты испытания в Научно-автомоторном ин-те в Москве (НАМИ) двух автомобильных моторов (Ав-стро-Даймлер и АМО).

Лит.: «Мотор», М.; Riedl К., Konstruktion и. Berechmmg moderner Automobil- и. Kraftradmotoren, В., 1925; Heller A., Motorwagen и. Fabrzeugma-schinen f. flussigen Brennstoff, В., 1912; «Mitteilungen

η»

главн. жиклер 0=1,08,

des Institute fur Kraftfabrwesen an d. Sachs, technisch. Hochschule, Dresden», B. 1—2, B., 1923—24; Judge A., Modern Motor-cars, 3 vis, L., 1924; «Motorwagen», В.; «Auto-Technik», В.; «La vie automobile», P.;«The Automobile Engineer», L.; «The Journal of the Society of Automotive Engineers», N. Y. В. Сороко-Новицкий.