ЭВОЛЮЦИЯ АВТОМОБИЛЬНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ

За более чем столетнюю историю своего существования ДВС прошли значительную эволю­ цию, они стали более мощными, экономичными, легкими и экологически чистыми, чем их предшественники. И хотя за это время предлагалось много альтернативных вариантов авто­ мобильных двигателей, на сегодняшний день реальной экономически целесообразной за­ мены существующим двигателям нет. Это, главным образом, обусловлено тем, что топливо, которое используют эти двигатели, можно хранить в компактном виде и его запаса хватает на достаточно большой пробег автомобиля.

Первые автомобили приводились в движение паровыми двигателями, которые появи­ лись в XVIII веке и являлись двигателями внешнего сгорания. В этих двигателях топливо сжи­ галось вне цилиндра двигателя и использовалось для получения водяного пара, а точнее, газа, который поступал под давлением в цилиндр двигателя и приводил в движение пор­ шень. Изобретателем первого работоспособного парового двигателя является англичанин Джеймс Уатт, который получил патент на свое изобретение в 1784 г. Паровые двигатели то­ го времени были тяжелыми и громоздкими, а главное — они имели очень низкий коэффици­ ент полезного действия (КПД).

Попытки создания более эффективного двигателя (внутреннего сгорания), в котором топ­ ливо сжигается внутри цилиндра, а расширяющиеся газы приводят в движение поршень, увенчались успехом только в 1860 г., когда французский механик Жан-Этьен Ленуар создал и запатентовал первый работоспособный ДВС. В этом двигателе движущийся поршень заса­ сывал внутрь цилиндра смесь горючего газа с воздухом, и в середине хода поршня смесь воспламенялась электрической искрой.

Возможность практического использования ДВС возникла только после того, как было использовано сжатие газа в цилиндре. В 1866 г. немецкий изобретатель Никола- ус Август Отто получил патент на четырехтактный двигатель внутреннего сгорания, в ко-

тором использовался принцип сжатия горючей смеси перед зажиганием. Рабочий процесс, происходящий в таких двигателях, получил название «цикл Отто». ДВС, рабо­ тающие на этом принципе, имели значительно более высокий КПД, чем паровые дви­ гатели, и, естественно, вытеснив последние, остаются самыми распространенными до сегодняшнего дня.

Позднее, англичанин Дуглас Кларк изобрел двигатель, работающий по двухтактному циклу, но такие двигатели не нашли широкого применения на автомобилях.

В 1892 г. Рудольф Дизель получил патент на двигатель, в котором использовался четы­ рехтактный цикл Отто. Отличие заключалось в том, что в цилиндр подавалась не смесь топ­ лива с воздухом, а чистый воздух, который сильно сжимался, нагреваясь при этом до высо­ кой температуры, достаточной для воспламенения топлива, подаваемого затем в цилиндр, без необходимости применения для этого электрической искры. Сегодня такие двигатели, называемые по имени создателя дизелями, широко применяются в качестве силовых агре­ гатов автомобилей.

По конструкции все автомобильные двигатели внутреннего сгорания можно разделить на поршневые и роторные. В поршневых двигателях расширяющиеся при сгорании топлива газы приводят в движение поршень, возвратно-поступательное движение которого преоб­ разуется во вращение коленчатого вала. В зависимости от способа воспламенения такие двигатели можно разделить на две группы: с воспламенением от искры (бензиновые) и с воспламенением от сжатия (дизели). В роторных двигателях расширяющиеся газы воз­ действуют на вращающуюся деталь — ротор. Роторные двигатели подразделяются на га­ зотурбинные и роторно-поршневые. Наибольшее применение на автомобилях получили поршневые ДВС.

§6