Комбинированная силовая установка

Стремление повысить экономичность автомобиля заставило конструкторов обратить внимание на адиабатный двигатель, кото­рый работает без потери тепла в окружающую среду.

В современном двигателе внутреннего сгорания в лучшем случае лишь 35—40% энергии переходит в полезную механическую работу. Остальное тепло теряется с выхлопными газами и погло­щается системой охлаждения двигателя.

А нельзя ли сделать двигатель без системы охлаждения? Инженеры ответили утвердительно. Но в таком двигателе многие детали работали бы при очень высоких температурах. Какой же материал сможет их выдержать? Оказывается, только керамика. Поэтому адиабатный двигатель получил второе название — керамический.

Подобрали хорошие материалы, обеспечили прочность и термо­стойкость деталей, но тут возникла проблема смазки двигателя. Обычные сорта масел не подходили. Пришлось создавать новые термостойкие масла.

Адиабатный двигатель стал работать. Однако его экономич­ность была много меньше ожидаемой. Система охлаждения почти не поглощала тепла. Но с выхлопными газами его стало выходить значительно больше, чем у обычных двигателей. КПД адиабатного двигателя повысился, но вопреки ожиданиям не за счет улучшения процесса сгорания топлива, а главным образом вследствие устра­нения расхода энергии на привод вентилятора системы охлаж­дения.

Адиабатный двигатель создан, работает, но существующие его конструкции пока недолговечны.

Бесступенчатые коробки передач

Мысль ученых направлена и на создание такой трансмиссии, которая повышала бы экономичность автомобиля. Но для этого нужна принципиально другая коробка передач, бесступенчатая, чтобы двигатель мог всегда работать на экономичном режиме, независимо от дорожных условий.

Такие коробки передач существуют. Однако они имеют недо­статки, которые не позволяют вести их производство. До послед­него времени созданием бесступенчатых коробок передач занима­лись главным образом изобретатели-одиночки. Они предложили много любопытных идей... Но только одна модель машины, и то выпускаемая в очень малых количествах (голландский автомобиль

ДАФ), имела бесступенчатую передачу. Сейчас положение изме­нилось. За решение этой проблемы взялись крупные автомобиль­ные концерны. И надо полагать, что в автомобилях будущего будут широко применяться бесступенчатые коробки передач, управляемые опять-таки мини-ЭВМ.

Причем в будущем уже недалеком. Фирма «Форд-Европа» вло­жила около 120 миллионов долларов в разработку и подготовку к производству бесступенчатой коробки передач для модели «Фиеста».

Испытания этого автомобиля показали, что бесступенчатая коробка передач, выполненная в блоке с передним ведущим мос­том, позволяет экономить до 10% топлива при движении по ма­гистралям. Кроме того, уменьшается шумность автомобиля, повы­шается интенсивность его разгона.

Не желая отставать от своего конкурента, концерн «Дженерал моторе» также планирует начать в конце 80-х годов массовый выпуск бесступенчатых коробок передач для легковых автомо­билей.

В чем же достоинство бесступенчатой передачи? Дело в том, что максимальную мощность автомобильный двигатель развивает крайне редко — при разгоне, при преодолении очень крутых подъе­мов, при движении с высокой скоростью по шоссе. В большинстве же случаев для движения автомобиля используется не более чем 10—20% его максимальной мощности. Поэтому приходится, уменьшая количество рабочей смеси, поступающей в двигатель, соответственно снижать его мощность.

Бесступенчатая коробка передач позволяет работать двигателю постоянно при полной подаче рабочей смеси, т. е. на самом эконо­мичном режиме, а мощность его может изменяться за счет сниже­ния или увеличения частоты вращения коленчатого вала двига­теля.

Широкое применение бесступенчатых коробок передач в авто­мобиле, очевидно, потребует изменения конструкции двигателя внутреннего сгорания. Придется создавать двигатели с перемен­ными фазами газораспределения. Такие двигатели смогут эконо­мично работать в широком диапазоне частот вращения.

Комбинированная силовая установка

Есть еще один весьма важный способ экономии топлива, ко­торый особенно пригоден для автомобилей, эксплуатируемых в городских условиях. Это применение комбинированной силовой установки, т. е. такой системы, в которой двигатель внутреннего сгорания работает совместно с каким-либо аккумулятором энер­гии. Им может быть или электроаккумулятор или даже просто вращающийся маховик, способный впрок запасать кинетическую энергию. В этом случае может устанавливаться двигатель малой мощности, в 2—4 раза меньшей, чем это требуется для обычного автомобиля.

Естественно, двигатель такого автомобиля практически почти все время будет работать в режиме полной мощности. А это выгод­но с двух точек зрения: будет всегда экономичной его работа, и уменьшится содержание вредных веществ в отработанных газах.

Если мощность сопротивления движению автомобиля будет меньше мощности двигателя, то избыток вырабатываемой энергии будет запасаться впрок аккумулятором. И наоборот, если потре­буется для движения автомобиля мощность больше той, которой располагает двигатель, аккумулятор будет отдавать часть запа­сенной энергии.

В форме банана

При движении автомобиля значительная часть мощности его двигателя расходуется на преодоление силы сопротивления воз­духа. Эта сила может быть уменьшена, если улучшать обтекае­мость кузова. Подсчитано, что, уменьшив сопротивление воздуха на 20%, можно примерно на 10% снизить расход топлива. А кон­структорам французских фирм удалось создать столь обтекаемые легковые машины, что они расходуют топлива даже на 20% мень­ше, чем обычные автомобили того же класса.

Какова же идеальная форма кузова? Долгое время счита­лось, что автомобиль должен быть каплеобразным. Но вот в печа­ти промелькнуло сообщение, что самая лучшая форма кузова — это форма... банана.

Однако экспериментальные автомобили XXI века —«Пробе IV» компании «Форд» и «Аэро-2000» концерна «Дженерал моторе», обладающие очень хорошей обтекаемостью, имеют все-таки капле­образную форму. У этих моделей коэффициент лобового сопротив­ления почти в 3 раза меньше, чем у современных автомобилей,

За счет чего это достигнуто? Прежде всего, кузова этих автомобилей имеют очень обтекаемую форму. Никаких выступаю­щих частей. У автомобиля «Пробе IV» зеркала заднего вида сделаны обтекаемыми, а у автомобиля «Аэро-2000» даже нет зеркал заднего вида. Они заменены телекамерами с углом обзор 180°. Заподлицо с поверхностью кузова сделано все остекленш томобиля. Колеса как задние, так и передние закрыты обте-телями — жесткими на задних и эластичными,на передних коле-\ Весь низ автомобиля, включая выпускной трубопровод, рекрыт гладким поддоном. Передняя часть кузова не имеет ычной решетки радиатора, так как радиатор и конденсатор диционера установлены в задних угловых панелях кузова, дух, необходимый для их охлаждения, засасывается сбоку ова. Колеса снабжены гладкими накладными дисками. Даже унок протектора подобран с учетом аэродинамики. На автомобилях будущего кузов будет подниматься или екаться в зависимости от скорости движения. Это позволит ньшить лобовую площадь при больших скоростях. Действи-ьно, когда автомобиль мчится по автостраде, зачем ему боль-Й дорожный просвет?

Фары будут делаться выдвижными, а стеклоочистители спрячут капот.

гНу а как быть с обтекаемостью грузовых автомобилей? На не-рых из них устанавливаются обтекатели (специальные щит-Y которые существенно снижают сопротивление воздуха. Но обтекаемым скоростным автомобилям нужны и другие ы. Они были созданы. Это так называемые радиальные шины, ые позволяют не только увеличить скорость, но и снизить у% расход топлива по сравнению с использованием обычных, ' нальных, шин.
'овые шины имеют свои недостатки. Но, очевидно, они будут нены.
-автомобили будущего станут «обувать» только в радиаль-шины.
 
Rambler's Top100