Раздел: авточтиво
Ощущение переднего привода
С развитием конструкции автомобиля изменяются его качества, в том числе поведение на дороге. Сообразно им водители вырабатывают иные навыки управления, которые, в свою очередь, порождают новые требования к характеристикам машин. Такое прогрессивное «двустороннее» развитие бесконечно. Порой оно переживает качественные скачки. Один из них — широкое распространение автомобилей с передними ведущими колесами. В частности, наши заводы скоро приступят к выпуску «жигулей», а в последующие годы «запорожцев» и «москвичей» такой конструкции.
Переднеприводный автомобиль не только устроен по-другому, нежели привычная нам машина классической компоновки с двигателем впереди и задними ведущими колесами. Он отличается поведением на дороге, особенно на скользкой, и требует поэтому от водителя несколько иных навыков и специфических приемов управления. Это обусловлено наличием тягового усилия на передних колесах и приходящейся на них повышенной долей общей массы машины (то есть нагрузкой).
Прежде чем автомобилист сядет за руль новой, переднеприводной модели и сам ощутит разницу с привычной ему машиной классической компоновки, ему нужна опережающая информация об особенностях ее поведения. Постараемся дать ему эту информацию. Но до того, как начать разговор о специфике управления переднеприводными автомобилями, условимся о значении некоторых важных терминов и понятий.
Бензин через форсунку
Для работы любого двигателя внутреннего сгорания с искровым зажиганием необходима топливо-воздушная смесь. Ее приготовляют, распыливая в потоке воздуха бензин. В настоящее время широко применяются два способа распыливания. Один — пульверизационный, когда частички бензина захватываются потоком воздуха, который движется благодаря разрежению во впускном коллекторе. На таком принципе работают все карбюраторы. Другой способ — впрыск бензина под давлением в поток воздуха. Этот способ лежит в основе работы систем впрыска топлива.
Опыт показал, что такие системы позволяют на 10—15% увеличить мощность двигателя по сравнению с карбюраторным вариантом, а значит, улучшить приемистость, увеличить максимальную скорость автомобиля. Экономичность в ряде случаев удается повысить, особенно на переходных режимах, благодаря точной дозировке топлива и отключению его подачи на принудительном холостом ходу.
Естественно, что системы впрыска сразу нашли применение на скоростных автомобилях. Первой серийной машиной среди них был спортивный «Мерседес-Бенц-300SL» с механическим регулированием подачи бензина в двигатель (1954 год). За ним последовали модели других заводов.
«Лесснеры» Бориса Луцкого
Однажды мне в руки попала давняя, однако неплохо сохранившаяся фотография из семейного альбома — группа взрослых и детей у открытого старинного автомобиля. Владелец альбома утверждал, что на снимке машина отечественного завода, а именно экземпляр, принадлежавший управляющему русскими нефтяными концессиями в Персии. Припомнив что-то, он добавил, что это был второй по счету образец, а первый фирма построила для С. Витте, тогдашнего председателя совета министров царской России. Большего владелец альбома сообщить не мог.
При помощи лупы удалось различить в центре фирменной таблички, видневшейся на радиаторе, заглавную русскую букву «Л», по бокам и над нею какие-то надписи (тут лупа оказалась бессильной), а внизу стояло, хотя и не очень ясно: «Г. А. Лесснер»...
Пробьет ли час «Стирлинга»?
Судьба двигателя, о котором пойдет речь, характерна для многих изобретений. Порой они надолго исчезают с передовых позиций техники, но спустя десятилетия их достоинства, когда-то не игравшие первостепенной роли, вновь привлекают внимание и дают импульс новым поискам, часто — второму рождению идеи. Так произошло с тепловым двигателем Роберта Стирлинга, построенным впервые еще в 1816 году. В разных вариантах он широко применялся в прошлом веке, однако к началу первой мировой войны его практически вытеснили быстро совершенствовавшиеся моторы внутреннего сгорания и электродвигатели. Но в конце 30-х годов им заинтересовалась голландская радиотехническая корпорация «Филипс», а начиная с 60-х, в ряде стран довольно интенсивно ведутся разработки и исследования двигателя Стирлинга для транспортных средств.
Прежде чем говорить о нынешнем состоянии дел и причинах нового интереса к мотору Стирлинга, опишем коротко принцип его действия и устройство. Как известно, в двигателях внутреннего сгорания (ДВС) полезная работа совершается в процессе расширения нагретых газов. В работу переходит часть энергии, полученной газами при сжатии и сгорании топлива. Этот принцип использован и в двигателе Стирлинга: сжатие рабочего тела при низкой температуре и расширение — при более высокой. Однако в нем рабочее тело получает тепло извне (в простейшем случае через стенку цилиндра). Поэтому тепловую машину Стирлинга иногда именуют двигателем внешнего сгорания.
Восьмиколесные МАЗы
Для доставки тяжелых неделимых грузов по дорогам разных категорий, в том числе и грунтовым, наша промышленность на протяжении ряда лет выпускает грузовые автомобили повышенной проходимости МАЗ—535 и МАЗ—537. Машины эти существенно отличаются от распространенных грузовых моделей повышенной проходимости по конструкции. Они сложнее по устройству, а управление ими и обслуживание требуют специальной подготовки.
Автомобили семейства МАЗ—535 — это тягач модели «535А» с металлической платформой и тентом и седельный тягач «535В» для буксировки полуприцепов. Другое семейство включает базовую модель — седельный тягач МАЗ—537, а также тягач «537А» с металлической платформой и модификации седельных тягачей МАЗ—537Г, МАЗ—537Д, МАЗ—537Е. Оба семейства объединяет общность компоновочных и конструктивных решений: установленный между кабиной и платформой силовой агрегат, гидротрансформатор и планетарная коробка передач, постоянный привод на все восемь колес, блокируемые межосевые и межколесные дифференциалы.
Бесшатунный двигатель
«Меня заинтересовала статья в журнале «Изобретатель и рационализатор» о двигателе С. Баландина, — пишет ленинградец К. Фролкин. — Прошу объяснить его принцип работы и устройство» Ответить на просьбу читателей, интересующихся этой темой, мы попросили инженера В. ТИШАКОВА, который работает над проектом бесшатунного двигателя на одном из наших автомобильных заводов.
Как известно, традиционный кривошипно-шатунный механизм поршневых двигателей внутреннего сгорания при работе создает боковое усилие на стенку цилиндра. Чтобы предупредить связанный с этим повышенный износ поршней, приходится придавать им конусную форму, а их юбкам эллипсность. Кроме того, боковая нагрузка на стенку цилиндра увеличивает потери на трение, то есть приводит к уменьшению механического КПД двигателя. Исключить ее можно, применив такой механизм, в котором шатун двигался бы только возвратно-поступательно, не совершая угловых качаний относительно поршневого пальца.
Между кузовом и дорогой
Поведение автомобиля на дороге, его ездовые качества в немалой степени определяет конструкция подвески колес. С ней тесно связаны такие важнейшие характеристики машины, как комфортабельность и плавность хода, устойчивость и управляемость на дорогах с разным покрытием, стабильность прямолинейного движения. Единого рецепта, как обеспечить наивыгоднейшие ездовые качества, нет, поэтому конструкции систем подвески весьма разнообразны. В них, однако, нетрудно выделить три функциональные группы элементов. УПРУГИЕ воспринимают вертикальную нагрузку, приложенную к колесам. НАПРАВЛЯЮЩИЕ обеспечивают подвижную связь колес с кузовом и передают на него реактивные усилия, лежащие в горизонтальной плоскости. ДЕМПФИРУЮЩИЕ (амортизаторы) поглощают энергию колебаний кузова относительно колес и повышают надежность их контакта с дорогой. Рассмотрим, как эти детали в разных сочетаниях обеспечивают на современных легковых автомобилях требуемые от подвески качества.
Упругие элементы бывают стальные, резиновые и пневматические, причем сегодня наиболее распространены стальные: рессоры, пружины и торсионы.
Почему автомобили должны быть «быстрыми»
Речь пойдет о выборе мощности автомобильных двигателей. Чем она обусловлена? С 1976 года максимальная скорость у нас ограничена такими цифрами: 60 км/час в городах и 90 км/час на дорогах. Зачем же выпускать автомобили с моторами, позволяющими развивать 130-150 км/час? Может быть такие двигатели вообще не нужны? А может, уменьшив, сократив «лошадиные силы», мы снизим количество аварий и сбережем немало ценнейшего энергетического сырья — нефти? Как показывает почта редакции, эти вопросы волнуют многих автолюбителей.
Мы попросили изложить современные взгляды на эту тему специалистов научно-исследовательского автомобильного и автомоторного института (НАМИ) доктора технических наук Б. М. ФИТТЕРМАНА и кандидата технических наук А. Г. ШМИДТА.
Порой автомобилисты после более или менее продолжительных рассуждений задаются вопросом, зачем массовому легковому автомобилю высокая мощность, высокая скорость. Одни подходят к нему с осторожным недоумением, другие — с запальчивой убежденностью.
Давайте внесем ясность. Начнем с того, что говорить следует не об абсолютной мощности двигателя, а об удельной, то есть о тех «лошадиных силах», которые приходятся на тонну массы автомобиля в снаряженном состоянии, — только так можно вообще оценивать машины разных классов. Поэтому в дальнейшем, говоря о «мощности», мы, естественно, будем подразумевать ее удельное значение, то есть отнесенное к массе машины. Во всем мире этот параметр для современных массовых легковых автомобилей лежит в пределах от 45 до 65 л. с./т. Почему так?
Турбонаддув
В ряду больших и малых новинок, показанных в последних автомобильных салонах, не остались незамеченными несколько легковых моделей («За рулем», 1979, № 3), двигатели которых оснащены системой турбонаддува. Их появление расценено специалистами как многообещающая тенденция. Что же представляет собой турбонаддув и почему сегодня он привлекает внимание конструкторов?
Наддувом называют увеличение наполнения цилиндров подачей под давлением воздуха или горючей смеси в систему питания. Известно, что для сгорания топлива в цилиндре требуется определенное количество воздуха (теоретически 15 кг на 1 кг бензина). Стало быть, чем больше воздуха мы подадим в цилиндр, тем больше там можно сжечь топлива и получить большую мощность. Однако объем воздуха, «вдыхаемый» цилиндрами при впуске, ограничен конструктивными параметрами двигателя: объемом цилиндров и системой впуска. Поэтому есть только один способ увеличить количество свежего заряда (смеси топлива с воздухом) в данном объеме — повысить его плотность сжатием воздуха. Оно осуществляется специальными агрегатами, называемыми компрессорами, или нагнетателями.
Итак, наддув позволяет существенно поднять мощность и крутящий момент при сохранении рабочего объема и большей части деталей базовой конструкции, что дает возможность сэкономить время на разработку новой модели и выпускать двигатели разной мощности и назначения на одних и тех же производственных площадях. Хороший пример тому — семейство отечественных двигателей ЯМЗ-238 и ЯМЗ-240.
Уже в 20—30-х годах наддув довольно широко использовали для увеличения мощности двигателей — авиационных и гоночных автомобильных. В то время распространение нашли нагнетатели с механическим приводом, получавшие энергию от самого двигателя. Удельная мощность автомобильных гоночных моторов с наддувом достигала 200 и даже 300 л. с./л. Однако столь высокие параметры были оплачены чудовищной прожорливостью этих двигателей, объяснявшейся главным образом большими потерями тепла с отработавшими газами, а также потерей мощности на привод нагнетателя.
Четырехосные вездеходы
Снежная целина и глубокий песок, жидкая грязь и болотистая почва — то, что входит в понятие — «бездорожье», не страшно гусеничным машинам, танкам, бронетранспортерам и тягачам. Их сильной стороной является большая площадь опоры, а значит, и малое удельное давление на грунт, хорошая приспособленность к движению по сильно пересеченной местности. И все же для марш-бросков на несколько сотен километров, для перевозок личного состава и боевой техники на дальние расстояния предпочтительнее колесные машины. Они обладают большой скоростью, их ходовая часть менее подвержена износу, однако недостаточно высокая проходимость из-за высокого удельного давления на почву долго оставалась слабым местом колесных машин.
В начале тридцатых годов в армиях многих стран получили широкое распространение трехосные грузовики (у нас, например, ГАЗ-ААА и ЗИС-6), у которых нагрузка на все колеса уже была примерно одинаковой. Следующим шагом в повышении проходимости колесных машин явилось применение привода на все оси. В частности, такую конструкцию имели грузовики «Студебекер». Но им был свойствен недостаток — двускатные задние колеса, двигаясь по следу передних (односкатных) и прокладывая в глубоком песке или снегу уширенную колею, создавали дополнительное сопротивление движению. Правда, в то время уже появились и первые грузовики («Додж», «Бедфорд») с одинаковой шириной колеи всех колес и односкатными шинами. Эта конструкция в 50-х годах получила широкое распространение (ГАЗ-63, ЗИЛ-157К).
Тем не менее, чтобы расширить диапазон применения автомобилей такого типа, пришлось пойти на дальнейшие конструктивные усовершенствования. Централизованная система изменения давления воздуха в шинах («Урал-375», ЗИЛ-131) позволяет двигаться по топкому или рыхлому грунту и сохранять возможность следовать на высокой скорости по шоссейным дорогам.
Много помогло повышению проходимости колесных машин внедрение широкопрофильных шин, независимой подвески колес, самоблокирующих дифференциалов, колесных редукторов для повышения дорожного просвета.