Text
                    ГРУДЫ НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКОГО КОМИТЕТА АВТОТРАНСПОРТА
*	И ДОРОЖНОГО ХОЗЯЙСТВА ПРИ ВСНИТО И HATH
1
АВТОМОБИЛЬНЫЙ
МОТОР
НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ПРОБЛЕМЫ АВТОТРАНСПОРТА
СБОРНИК ПЕРВЫЙ
19 37
ГОСУДАРСТВЕННОЕ ТРАНСПОРТНОЕ ИЗДАТЕЛЬСТВО
МОСКВА	ЛЕНИНГРАД


Настоящее издание является сборником научно-технических статей, посвя- щенных вопросам конструкции и расчета механизмов автомашин, а также испы¬ тания последних в зависимости от конструктивных их особенностей и условий пуги. Книга предназначена для инженерно-технических работников автотранс¬ порта и студентов соответствующих втузов и техникумов. 629 А22 Упади™ г С’ а " л°ГИЗп3629 Т- 13 Тираж 3000ТеХНЧРеД- Г- ЛабУ>с Сдано в набор 20/IXJ936 \ Печ- зн. в 1 б.Рл.101°184, Заказу™п- 2205- ^ё^омпечатьсоюГ~ііі^~~~^ — Подписано к печати 8/ХП І936 *'• Пр1те,м „ер.;-.л№ 6 —
КОНСТРУКЦИЯ И РАСЧЕТ МЕХАНИЗМОВ
Инж. М. И. ЛЫСОВ (НАТИ) РАСЧЕТ ОСЕЙ АВТОМОБИЛЯ НА ИНЕРЦИОННЫЕ СИЛЫ Инерционные силы, действующие на неподрессоренные массы авто¬ мобиля (оси), возникают при переезде автомобиля через препятствие или неровность дороги и являются функцией собственных масс оси и ускорений, т. е. и= G ■ j. g Последние зависят от формы того препятствия, через которое про¬ ходит ось, и скорости движения автомобиля. При каком-нибудь данном ускорении, инерционные силы в каждой точке по длине оси пропорциональны сосредоточенным в этих точках массам. Таким образом, определение инерционных сил можно разбить на два этапа: 1) определение масс, сосредоточенных в каждой точке по длине оси и 2) определение ускорений, которые возникают в осях при переезде их через препятствие. Выразив массу в какой-либо точке оси через объем и удельный вес, выражение инерционной силы примет следующий вид: Из этого выражения видим, что при данном ускорении у, удельном весе у, приняв какую-нибудь величину за единицу длины /, инерционные силы U будут пропорциональны площади поперечного сечения оси F, Этот довольно точный способ определения масс в каждой точке оси применим в том случае, когда форма оси изменяется плавно по ее длине. В действительности мы имеем с одной стороны резкие переходы формы оси и с другой стороны имеем укрепленными на оси отдельные детали или даже группы деталей. Рассматривая далее написанную фор¬ мулу видим, что инерционная сила есть произведение веса F • / • 7, сосредоточенного в данной точке оси, на отношение ускорений: действи- тельного к ускорению силы тяжести, т. е. —, После этого замечания расчет оси на инерционные силы можно разбить на следующие части: 1) расчет оси на силы собственного веса, 5
ига 2) определение яеПстникльных ускорений и 3) определение дейстнительных изгибающих моментов и напряжений от инерционных си . Для определения сил собственного веса, распределенных по длине оси не усложняя расчета, но с достаточной для практики точностью пользуемся следующим методом. Разбиваем ось на ряд участков простой формы определяем вес каждого из них, считая этот вес сосредоточен, ным в’его центре тяжести. Что касается веса отдельных деталей или групп деталей, как-то укрепленных на оси, то разбиваем фигурное их очер¬ тание на участки простой формы или объединяем ряд участков отдельных деталей, образующих вместе простую форму, определяем общий вес этой группы и положение ее центра тяжести. Эти веса прикладываем в точках крепления этих деталей. Сумма всех полученных весов -дает нам полный вес оси, уравнове¬ шиваемый реакциями от дороги на колеса, которые также раскладываем по опорным точкам (подшипникам) оси. Для уяснения этого метода расчета перейдем непосредственно к расчету. РАСЧЕТ ОСИ НА СИЛЫ СОБСТВЕННОГО ВЕСА Определение сил собственного веса Колеса. Центр тяжести колеса находится вне средней его плос¬ кости, проходящей через точку касания с дорогой, тогда вес его создает относительно точки касания некоторый момент, действующий на ось, который и учитывается включением в общий вес оси и вес колес. Для определения веса последних, разбиваем фигурное очертание деталей, составляющих колесо и представ¬ ляющих собой тела вращения, на участки простой формы или объединяем ряд участ¬ ков, образующих вместе простую форму, определяем вес каждого участка и наме¬ чаем положение его центра тяжести. На рис. 1 представлен пример разбивки на простые участки колеса со всеми укре¬ пленными на нем вращающимися дета¬ лями. Согласно обозначений этого рисунка, вес участка 3, например, определяется по формуле: Рис. 1. где Ï удельный вес материала. Наме¬ тив положение центра тяжести на участке, какой-нибудь точки, например’тХи” О° расстояние его от лится как сумма весов отдельных участков К°ЛеСа опреде~ 6
Положение центра тяжести колеса относительно принятой нами точки оси определится йз выражения: ç - к 2g Здесь 2 (g • b)— сумма произведений веса каждого участка на рас¬ стояние до его центра тяжести от какой-нибудь точки или оси общей для всех участков (в принятом нами случае точки О). Вес колеса распределяется по подшипникам, усилия на которые определяются по следующим выражениям: Рис. 2. Рис. 3. Для заднего колеса с неразгруженной полуосью, изображенного на рис. 2, усилия по подшипникам определяем по выражениям: и Тормозное устройство. Вес цапфы, тормозных колодок, фланца, на котором они посажены, и рычагов трапеции, изображенных на рис. 3, определяем тем же способом, что и вес колеса. Положе¬ ние центра тяжести этой группы даст нам точку приложения этого веса на оси. 7
n vak. известно укрепляются с одной стороны Рессоры. Рессоры КЛК _ оси’ Считаем, что при укреплении к раме, а с другой с™Р0» к ней прилОжено % веса рессоры, рессоры на оси средней ’ (поперечная рессора) считаем, а пои укреплении рессоры на оси концами (по*,сі ? _' "ѴслГвес р^орѴкеХ^о"™ считать^ выражению: Qp =ï[ô1 - b - (S/J + 3, • ЬС2Л2)-2\ • a - с ■ nt — 2 32 • a • с ’ n2\, где: £/x— общая длина листов с толщиной 8Ь Е 4—общая длина листов с толщиной с2, а и с — размеры срезанных треугольников по концам листов, пѵ и п?— число листов со скошенными концами, г — удельный вес стали. I « Рис. 4. В задних осях, кроме пе¬ речисленных групп, мы имеем еще механизмы силовой пере¬ дачи, вега которых и положе¬ ние их центра тяжести опре¬ деляем ранее указанным спо¬ собом. Диференциал. На рис. 4 приведен диференциал автомо¬ биля ГАЗ-А А, с весом Gd и расстоянием от его центра тя¬ жести до опоры В2, равном При неразгруженной полуоси, с весом диференциала алгебраи¬ чески суммируются силы Вк— веса от колес на опоры полу¬ осей, расположенных в дифе- ренциале. Кроме того, к это- полуосей, каждая из которых н„е“тУ “е‘ грешностью можно принять, что веса полуосей “и прибавляются еще С небольшой по- диференциала рас- предаются поровну по обоим концам, равными п д 2 ' и Для иллюстра- щихся на Ц ИПо?леУСэтщо "moÏho*11 поѴч^’ 4 В Т°ЧКаХ ИХ пРиложения- Опоры А И R т у ИТЬ ВЬІРажения полных усилий, приходя- поры А и В колеса, при неразгруженной полуоси: 2 ’ 2 почти все ^ече^ия^ос^предсТа^ляюТ0*'г°СИ незатРУдните/іьно, так как ческие фигуры, или ось в целом есть телп°Й к™ правильные геометри- 8 ло, образуемое вращением неко¬
торого контура. Независимо от формы сечения оси, площадь которого легко определяется, разбиваем всю ось по длине на ряд небольших участков. По площади сечения и длине при известном удельном весе находим вес каждого участка и намечаем положение его центра тяжести от середины оси. Заметим здесь, что зад¬ няя ось в средней своей части, как извест¬ но, выполняется широкой, для установки главной передачи, а следовательно и бо¬ лее тяжелой, то рекомендуется длину участков более тяжелой части оси брать меньше, чем в более легкой во избежание больших неточностей при определении изгибающих моментов, а также и напря¬ жений. Если средняя часть оси выполнена в виде кольца, как и изображено на рис. 5, с площадью поперечного сечения f и расстоянием центра тяжести этого сечения определяем по следующей формуле: Рис. 5. от центра /?, то вес его G = f - 2 . tv . R - т. Разбиваем этот вес на несколько равных частей (например 8) и счи¬ таем их приложенными в центре тяжести каждого участка. К указанной средней части оси любой формы ее выполнения укре¬ пляются детали, относящиеся к главной передаче. Детали эти могут быть следующими: конец карданного вала с ведущей зубчаткой, карданное соединение, конец карданной трубы. При двойной пе¬ редаче в задней оси, к средней же части укрепляется специальный картер промежуточ¬ ного валика с соответствующими деталями и наконец крышка, привертываемая к сред- 11 ней части оси с задней ее стороны, вес ко¬ торой обычно незначителен. Можно считать, что вес карданного вала распределяется поровну по обоим концам, по ° к в —-. Вес карданной трубы определяется как вес того геометрического £ тела, формулу которого она имеет. Это может быть или полый цилиндр, но чаще она имеет форму полого усеченного конуса. В соответствии с формой намечается и положение центра тяжести этого тела. Интересующий нас вес конца S карданной трубы, укрепляемого к оси по рис. 6, определится из выражения: При определении веса картера промежуточного вала с имеющимися в нем деталями главной передачи, необходимо всю эту группу разбить 9
на ряд простых тел, определить вес каждого и наметить положение его центра тяжести. сланная труба и промежуточная пе- В конструкции, где имеется каРд МОЖно считать, что крепле- реда». укрепляема,» к ьн“о жееткое и вес. приходя- «»е карданной труби с равномерно по болтам или по шийся от этих деталей, распределяві си ри заплечикам средней части оси. слѵчае составляется весами Вес, приходящийся на среднюю часть, в этом случае сои<ш следующих деталей: половины веса карданного валачасти веса кар- ромежуточной передачи Gn.n, выразится их суммой: данной трубы Gs и веса всей группы п приходящийся на среднюю часть оси, Тогда вес, В этом случае вес группы промежуточной передачи определяем, как сумму весов всех входящих в нее частей и деталей. Положение центра тяжести этой группы определяем относительно оси карданного вала, т. е. получим, что центр тяжести лежит в вертикальной плоско¬ сти, смещенной в сторону от оси карданного вала. Полученный общий вес G с разбиваем на столько же частей, сколько мы имели их в разбивке веса средней кольцевой части оси. Причем вес первой части второй части Gn п разбивается на равные части, а вес распределяется на части обратно пропорциональные расстояниям, обозначенным на рис. 5 пунктирными линиями от центра тяжести всей группы Gc до центра тяжести каждого из участков средней кольцевой части оси. Каждую часть веса первого члена и соответствующую часть веса промежуточной передачи (второго члена ^л. я.)» складываем с частью веса средней кольцевой части оси и счи- таем этот суммарный вес приложенным в центре тяжести последней. Во втором случае, когда толкающее усилие от оси на раму передается рессорами или толкающими штангами, здесь жесткого соединения кар¬ ч * и № ¥ данного вала с осью не имеется и веса части карданного вала, кардан¬ ного соединения и группы промежуточной передачи оказываются при¬ ложенными к средней части оси эксцентрично, т. е. на некотором рас¬ стоянии от оси симметрии или от оси полуосей, в результате чего создается некоторый момент, скручивающий ось. Распределение сил по* средне части для определения изгибающих моментов производим здесь точно так же, как и в первом случае. Для определения момента, скручивающего ось, нужно найти жение центра тяжести весов, приложенных вне оси полуосей а деление моментов будет изложено ниже. участков4или3uяи3уЛ^ТаТе подсчетов таблица всех весов отдельных гРупп с расстояниями от точек приложения этих поло- опре-
весов, т. е. центров тяжести их до середины оси, даст нам возможность легко определить моменты, действующие в сечениях оси. Сумма всех отдельных весов, участков, деталей и групп даст нам полный вес оси Go , уравновешиваемый реакциями на колеса, считая Go их равными по —— , £ Реакции на колеса от веса оси раскладываем по подшипникам по выражениям, установленным в расчете осей на статическую нагрузку1. После этого имеем систему сил собственного веса, уравновешенную реакциями и действующими непосредственно на ось с расстоянием этих сил до середины оси. Определение моментов, действующих в сечениях оси Имея величины действующих усилий и реакций, а также и их по¬ ложение относительно середины оси, определим изгибающий момент относительно какого-нибудь сечения, где действует сила Рх, находя¬ щийся при этом на расстоянии I от середины оси, из следующего выражения: = - Р, (4 - 4 ) - Р,% - 4 ) * л - 4 ) - р, (4 - 4 ) + * » ГЪ * f \ « П // Определив изгибающие моменты, строим под каждой из действую¬ щих сил эпюру моментов от сил собственного веса оси. Рис. 7. Кроме изгибающих моментов, как уже было выяснено, в задних осях мы имеем еще крутящий момент в той конструкции задней оси, где толкающее усилие передается рессорами или штангами. Этот кру¬ тящий момент вызывается главным образом частью карданного вала 1 М. И. Лысов, „Известия НАТИ* № 5, 1935 г. 11
гтлпипй пепеяачи со всеми входящими < соединен»» » “РКР™ "Х'вием находится все сечения оси, рас- ™ <S« °™Р™ от кольцевой части до рессор или штанг, ^нТрТГпрейм”^ри»7тако« конструкции задней оси (тру- ЗМЕслГзТсХтруппы промежуточной передачи, __ иоитпя тяжести этой группы до средней плос* 5 * —расстояние от центра тяжеыи awn кости оси, /^KS- i-G I — половина веса карданного вала с весом карданного \ 2 ' с/ соединения и 5 —расстояние от карданного соединения до той же средней плоскости оси, то крутящий момент, действующий в каждом из ука¬ занных сечений, определится из следующего выражения: При этом считаем, что реактивные моменты от рессор или штанг равны между собой и равны действующим крутящим моментам . Значения крутящего момента наносим на общую диаграмму момен¬ тов в том же масштабе, что и ранее построенная эпюра изгибающих моментов от сил собственного веса. Определение моментов сопротивления Выражения моментов сопротивления как на изгиб, так и на кручение известны из курса сопротивления материалов и определение их затруд¬ нений не представляет поскольку, сечения оси простой формы. Производя расчет осей на инерционную нагрузку отдельно от рас¬ чета на другие действующие силы, необходимо изменение моментов сопротивления изобразить в виде диаграммы в строгом соответствии с расположением сечений относительно действующих сил, а следова¬ тельно и действующих моментов. При расчете оси на все виды на¬ грузок, мы имеем диаграммы моментов сопротивления, которыми и пользуемся в расчете на данную нагрузку. опоел^ляйѴи^ЛеНИе напряжений- Напряжения изгиба, как известно, определяем из выражения: М d zz: Пользуясь диаграммами изгибающего тивления на изгиб, определяем ординаты ражению: момента диаграммы и момента сопро- напряжений по вы- ^2 * ^3 Ôi 12
Здесь л4 и С4—соответственно ординаты изгибающего момента и на¬ пряжения изгиба от сил собственного веса, взятые для какой-нибудь точки оси, а Ьі — ордината момента сопротивления на изгиб относительно горизонтальной оси сечений; /пр т2 и т3—масштабы диаграмм изгибаю¬ щего момента, момента сопротивления и напряжений. іче По значениям ординат, взятых для ряда сечений оси, строим диа¬ грамму изменения напряжений на общем графике. Напряжения кручения, определяем; тем же способом по построен¬ ным диаграммам крутящего момента и момента сопротивления кручения и также по полученным значениям ординат строим диаграмму напряжений кручения от сил собственного веса оси. Расчет шкворня и втулок. Расчет шкворня и втулок передних осей на силы собственного веса можно почти полностью сравнить с расчетом этих де¬ талей на силы от статической нагрузки \ Направление сил в том или другом слу¬ чае будет одинаковым, разница лишь в ве¬ личине этих сил, а следовательно и в ве¬ личине напряжений. Рассмотрим, какие силы собственного веса действуют на шкворень. Согласно рис. 8, на концы обоих шкворней дей¬ ствует вес оси, с вычетом веса обоих ко; моменты, которые создают веса колес, приложенные в их центре тяжести, относительно точки касания с дорогой. Следовательно, выражения уси¬ лий, действующих на концы шкворня, будут иметь следующий вид: верхний конец шкворня I— GK . п ~ а ' нижний конец шкворня /?4(Z+a‘ sin a)— GK(n-\-a • sin а) КX — —— 4 а При изменившихся усилиях против усилий от статической нагрузки напряжения соответственно изменятся прямо пропорционально изме¬ нению усилий. Напряжение изгиба: 4 “ К, ' °1 • Напряжение среза: X -А_ х 4 ~ к. • 1 • 1 Расчет осей автомобиля на другие № 5 и № 6, 1935 г. виды нагрузок, см. .Известия НАТИ‘ 13.
Напряжение смятия втулок: °4==Х' т н _ / - и з от статической нагрузки. Если мы не имеем напряжени , х > і „ концам ШКВОрня от сил то, имея действующие усилия 4 напряжений определяем собственного веса, величины интересующих на : напри поднормальным формулам сопротивления материалов. Распргделение нагрузка я Рис. 9. При неразгруженном шкворне растягивающее или сжимающее усилие, І^СТГр“ЩеегаНа ?ДИН ШКВОрень’ будет равно половине полного веса G —2G °00ИХ К°ЛеС ° учеТ0М угла наклона 2 . cOsa ’ ОпРеделение Дополнительных напряжений шкворня, т. е. как для самого шкворня, так и деталей, воспринимающих указанному методу в расчете передних осей 14 это усилие, идет по ранее на статическую нагрузку.
Для иллюстрации расчета осей на собственный вес, на рис. 9 и 9а при¬ веден расчет задней оси грузового 3,5-тонного автомобиля Мерседес- Бенц. На рис. 9 мы имеем конструкцию этой оси, а ниже—распределение собственного веса оси по ее длине. Веса отдельных участков здесь изображены в виде равномерно распределенной нагрузки по длине каж¬ дого участка, а вес колес и реакции на опоры—в виде сосредоточенных сил. Эпюра изгибающих моментов для этой оси обозначена на сле¬ дующей затем диаграмме цифрой /, а изменение напряжений по длине оси на диаграмме напряжений—цифрой 7. Рис. 9а. Ввиду больших затруднений для сравнения расчета’ оси на силы собственного веса с расчетом на другие виды нагрузок, рассмотрим влияние концентрации или распределения веса по длине оси на напря¬ жения в различных осях. На рис. 9а приведен расчет на силы собственного веса следующих осей: задней оси автомобиля АМО-3, для которой эпюра моментов и на¬ пряжения обозначены соответственно цифрами 11 и 2 для картера оси и цифрами /// и 3 для трубы полуоси; передней оси автомобиля АМО-3, для которой эпюра моментов и напряжения обозначены цифрами IV и 4\ 15
, гач д пля которой эпюра моментов передней оси автомобиля ГАЗ-А, для •'Отори к пЛлчняирия пиФоой V и напряжение—цифрой о. обозначена цитрин ѵ к й тем чтОбы привести их к Масштаб осей здесь взят различный с тем, ч.ѵ f одной длине на диаграммах. чнячрния ня- большие значения изгибавших моментов и большие зна е на пряжений в одних сечениях и малые в других свидетельствуют о боль- шой концентрации массы оси в одних сечениях, имеющих бывшую со- противляемость изгибу и недостаточную жесткость для этой нагрузки других сечений, а следовательно и о недостаточно правильном распре¬ делении материала по длине оси. Последнее обстоятельство достаточно ясно иллюстрируется кривой напряжений 1, где мы видим в средней части оси незначительные на¬ пряжения и довольно высокие в других сечениях, расположенных по обе стороны от средней кольцевой части оси. Напряжения, изображенные кривыми 2 и 3, соответствующие одной оси, нельзя сравнивать с кривой /, так как в первом случае мы имеем детали, составляющие ось из различных материалов, т. е. с различной прочностью. Тем не менее значения напряжений на диаграмме 2 для некоторых сечений можно было бы иметь более высокими за счет уменьшения массы оси и сечений. Попутно заметим, что довольно высокие напряжения в цапфах пе¬ редней оси АМО-3, обозначенные цифрой 4, вызываются не вполне удачным расположением центра тяжести колеса относительно точки касания последнего с дорогой. Этот пример достаточно ясно иллюстрирует необходимость учета веса колеса при расчете оси на этого рода нагрузку. Определение ускорений Следующая часть этого расчета рений, возникающих в осях. Наша задача — определить ускорения колеса на профиль, близко подходящем имеющем аналитическое выражение. Рис. 10. Нас интересует первая система и сорная масса будет оказывать системы. Этим влиянием пока массу оси с упругой резиной. 16 определение действительных уско- при безударном накатывании к действительным условиям и Останавливаемся на профиле пре¬ пятствия, указанном на рис. 10 сплошной линией, выраженной уравнением: Н = — cos а). В автомобиле мы имеем две упругие системы: масса оси с упру¬ гими шинами на колесах и масса кузова с нагрузкой с упругими рессорами. ускорения в ней. Верхняя подрес- влияние на колебания неподрессоренной пренебрегаем, рассматривая только одну
Если не учитывать влияния радиуса колеса при движении оси через препятствие при неупругих (жестких) шинах, то ось колеса будет очерчивать профиль препятствия. В действительности же имеем на колесах довольно упругие резиновые шины, которые деформируются от возникающих в оси инерционных сил и следовательно ось колеса будет описывать другой профиль, отличающийся от профиля препят¬ ствия, как это и изображено на рис. 10 пунктирной линией. (Из этого рисунка видим, что: у— ордината данного препятствия, z — ордината деформации шин, X — истинное вертикальное перемещение оси колеса, г Между перечисленными величинами имеем следующую ^зависимость: х=у— z. (1) Деформация шин пропорциональна действующей силе, равной про¬ изведению массы оси на ускорение. Между действующей силой и деформацией шин имеем следующую зависимость: mj = n • k • z, где: т — масса всей оси в сборе в ———- -, м j — ускорение, возникающее в этой массе оси в какой-либо точке препятствия, выраженное в м/сек?, k — коэфициент деформации шины в кг/м, z — деформация шины, выраженная в м, п — число шин или колес на оси. Подставляя найденные зависимости в уравнение (1), получим: -2-(1 — cos а) — х = - у- у- п • К Рассматривая ускорение у, как вторую производную вертикального перемещения оси колеса по времени, последнее уравнение примет сле¬ дующий вид: H z1 ч т „ -5~(1— COS а) — Х= -• х" П ' k ИЛИ „ I п • k п • k Н . х +~^~x=-rrr ■ T(L~cosa)- <2) Найдем зависимость угла а от длины препятствия s, горизонтальной скорости автомобиля ѵа и времени t, считая, что препятствие не влияет на скорость движения автомобиля. осл?ЛИНа препятствия $ проходится автомобилем за полный период за ооО или 2tv, следовательно : 360 а = $ где t — текущая координата времени. V а 2 Автомобильный мотор. 17
Заменив 360 • V — ®, тогда уравнение (2) примет вид: JdMtnnu д ' о х=п—і-■ £[i-cos(» ■ oi A m m 2 (3) Для решения полученного диференциального уравнения положим, что: где Сі и С2 есть произвольные функции t. Считая С. и С2 переменными, а множители к ним постоянными, диференцируем последнее уравнение и устанавливаем первое произволь¬ ное соотношение: О = С1'-е ѵ т +С2'-е ѵ т • (5) Второе соотношение можно получить также диференцированием, счи¬ тая все члены уравнения (4) переменными. Взяв первую производную : выраж“"е выражение: Пр°ИЗВОДНая от полученного последнего уравнения даст нам (6)
или (4) и (6) в уравнение (3), получим: Подставив уравнения -е ‘ т П ■ k г р1\/Пт’‘ п • k Н Г1 , ,Ч1 • -7Г- [1 — COS (ш • £)] т 2 1 J = — ■ ^(M-COS («.<)]. (7) Уравнения (5) и (7) дают нам систему с двумя неизвестными С\ и С/. Решая их находим : 2І1/-—,е'Ѵ « ■' 2 і ]/-"'* . е~‘ '* ' т V т Для получения значений С\ и С2 последние уравнения нужно проинте¬ грировать, заменив в них по формуле Эйлера: cos (to t) = после чего они примут следующий вид : . t 19
где Дх и А2 — произвольные постоянные интегрирования. Значения Сі и С2 подставим в уравнение (4) и после приведения получим : Для определения произвольных постоянных А1 и А2 воспользуемся начальными условиями, где при t = 0 : 1) х=0, 2) л' —0. По первому условию, при л = 0, п / 9 Л • /С \ 2 I ш2 J \ mJ (9) пои^—(?Рг'У У5ЛОВИЮ’ взяв первую производную от уравнения (8) при I — и, X =0, получим: — А2 ; 20
подставив последнее соотношение в уравнение (9), получим : После подстановки значений At и Л2 уравнение (8) примет вид: Взяв вторую производную от полученного выражения перемещения центра колеса, получим искомое выражение ускорения: Заменив в последнем по формулам Эйлера е Ѵ т 'е Ѵ т =2cos\r т ) И І (J) t — = 2 cos ut, получим: n • k • H • CO2 Л ( 9 4 • т I «о2 \ т cos П * k j \ / тд . t I— COS ( ш • t) mJ В полученном выражении под знаками косинуса значения ' П • k • t И (ù . t ni должны быть выражены в радианах, и, заменив в градусах, а значение ш перед скобками — 360 со = $ • ѵа, окончательно получим : 21
При выводе уравнения принималось, что все колеса оси наезжают на препятствие одновременно. ппрпятгткия Для получения величин ускорений задаемся размерами "Репят™" 7 ' выяснить, как изменяется величина = 0,45 м и Н = 0,15 м и чтобы 5 ускорения по мере накатывания колес на препятствие, принимаем следующие средние величины : кг • сек масса оси т = 40 — м 2 - , ско- рость движения автомобиля ѵа — = 45 км/час п-£ = 80000 эти величины рения и давая и жесткость шин кг/м. Подставив в уравнение уско- t значения от 0 до s 0,45 = 0,36 сек. получим ряд значений рассмотрения ускорения, по которым этого рисунка видим, построена кривая на рис. 11. Из что максимальное ускорение соот- ветствует точке препятствия, расположенной около его середины. Так ™ • уравнение ускорения вход,, Четыре „еличвн ~ случая „огут 6ыть рамичны> TQ nJ" - за единицу „з.ерея„, „„ каж- 22
Исходя из этого, на рис. 12 представлены кривые изменения макси- п . k мального ускорения в оси в зависимости от принятой единицы ——— и от скорости движения автомобиля. Приведенный график дает возмож¬ ность определить ускорения в оси с массой /и, жесткостью шины k и числом их п при наезде на принятое препятствие со скоростью, ука¬ занной в пределах графика. Определение действительных напряжений В том или ином случае, для оси с массой т, числом шин п и жест- , л Л • k костью шины k определяем коэфициент , характеризующий жест¬ кость подвески оси на шинах. По этому коэфициенту, приняв среднюю скорость движения автомобиля по диаграмме рис. 12, определяем вели¬ чину ускорения j при принятом выше препятствии. Отношение действительного ускорения j к ускорению силы тяжести g, множим на ранее подсчитанные величины изгибающего момента и на¬ пряжение от сил собственного веса, получим действительные моменты и напряжения от инерционных сил. Для автомобилей отечественного производства в табл. 1 приве¬ дены величины, необходимые для расчета осей. Таблица 1 Наименование оси п т k п • k т км! час Передняя ГАЗ-А 2 9,5 14000 2950 50 Задняя Г A3-А 2 13,03 14000 2150 50 Передняя ГАЗ-АА 2 16.7 20000 2390 35 Задняя ГАЗ-АА 4 38,1 20000 2100 35 Передняя АМО-3 2 27,9 30000 1580 30 Задняя АМО-3 4 63,8 30000 1880 30 Передняя Мерседес-Бенц .... 2 43,9 40000 1823 30 Задняя Мерседес-Бенц 4 90,8 40000 1763 30 Согласно этим величинам, по графикам рис. 12 определяем действи- тельные ускорения, берем отношение Д которое множим на максималь¬ ные напряжения от сил собственного веса по ранее произведенным автором расчетам этих осей. Табл. 2 дает интересующие нас величины. Рассматривая табл. 1 и 2, видим, что действительные напряжения от инерционных сил зависят исключительно от сочетаний массы оси жест¬ кости шин и их числа. Рассматривая уравнение (10), найдем, что при некоторых постоянных величинах жесткости шин и их числа, действи¬ тельные ускорения для данного препятствия уменьшаются с увеличением массы оси. Такое же действие оказывает и нагрузка от рессор, при 23
увеличении которой уменьшается вертикально.’ чивается деформация шин, а, следовательно, понижаются действительные ускорения и напряжения. Таблица 2 Напряжение в осях Наименование оси Детали Действительное ускорение j j g Максимальное напряжение из* гиба а' от сил соб¬ ственного веса - Максим, напряж. изгиба <у' от инер¬ ционных сил Передняя ГАЗ-А Поворотная цапфа 1335 136 10,5 1430 Ось 1335 136 43,5 5920 Задняя ГАЗ-А Ось 1020 104 40,5 5150 Передняя ГАЗ-АА Поворотная цапфа 1010 103 25,6 2640 Ось 1010 103 28,8 2970 Задняя ГАЗ-АА Ось 908 93 83,2 7730 Передняя АМО-3 Поворотная цапфа 675 69 •48,1 3315 Ось 675 69 34,4 2375 Задняя АМО-3 Труба полуоси 775 79 108,0 8530 Картер оси 775 79 43,0 3400 1 іередняя Мерседес-Бенц Поворотная цапфа 755 77 33,1 2545 Ось 755 77 72,4 5570 Задняя Мерседес-Бенц Ось 740 75,5 103,0 7780
Инж.-мех. И. С. ПЫХТАРЕВ К РАСЧЕТУ КОНИЧЕСКИХ ШЕСТЕРЕН СО СПИРАЛЬНЫМИ ЗУБЬЯМИ Конические зубчатые колеса со спиральным зубом имеют свои пре¬ имущества и поэтому находят в машиностроении все более широкое применение. Преимущества эти общеизвестны: бесшумность в работе и большая прочность. Последнее в данном случае есть результат главным образом того, что на длине начальных цилиндров (а в конических на длине начальных конусов) в каж¬ дый момент в зацеплении участвует большее число зубьев, нежели в шестернях с прямолинейным зубом, ибо в последнем случае, как ни велика была бы длина образующей (рис. 1), на ней лежит только один зуб. Увеличение прочности от одного лишь кон¬ структивного изменения зуба влечет за собой еще одно ценное свойство — это то, что шестерни со спиральным зубом могут быть с меньшим числом зубьев, а следовательно меньших размеров и легче по своему весу, нежели с прямолинейным зубом. Эти преимущества спиральных шестерен вполне оку¬ 0m (а} до fôj о зацепле huu 2 '/г спираль» jqба 0m /а) do !6j і прямой зиб Рис. 1. пают более высокую стоимость их изготовления. Если известны число оборотов вала двигателя и его мощность, то ж N крутящий момент /И = 71620—. Назначив начальный диаметр ведущей шестерне, находим и окружное усилие Р = Найденное окружное усилие, как известно, скажется: 1) на прочности самого зуба, 2) на прочности вала, 3) на опорных подшипниках. В силу наличия спирали и конусности самой шестерни появится дав^ ление вдоль оси вала, которое потребует установки упорных подшип¬ ников. Прежде чем установить диаметр вала и подобрать подшипники, мы должны знать величину не только радиальных, но и осевых усилий М. J окРУжное усилие (направленное по касательной) к началь¬ ной окружности в кг, а — угол зацепления в градусах, р половина угла при вершине начального конуса в градусах, 25
1Л гпипяли и линией, проходящей через Y—угол между нормалью к спирали и г Точку касания, перпендикулярно к оси КОНУ^; р пге ѵю и пя Распределение величины окружного усил У Р диальную составляющие, зависит исключительно от величины этих трех углов и умелым их подбором можно конструктивно влиять на вели. ЧИНУ сил. Для простой цилиндрической шестерни нас будет интересовать ве- - б) изгибающего вал и в) давящеге личина усилий: * а) ломающего зуб, на подшипники. Из рис. 2 видно, что вслед¬ ствие наличия угла давления, ве¬ личина окружного усилия Р = М = — является лишь одной из составляющих того усилия D, которое ломает зуб: D = будет в данном случае тем усилием, которое влияет ники. Очевидно, что величина момента от этого не cos а = PR cosa 1 у —— . Оно и cos а на вал и подшип- меняется, так как: Для цилиндрической шестерни со спипялкыым лие, ломающее зуб, будет больше, и кромеР того Уб°М (рИС' 3) УСИ‘ Н=Р tg7. Величина результирующего давления н™ будет: НО следовательно: 26 1 cos а9 A = ~L- cos y cos а . cos 7 *
Найденная величина Dt является силой, ломающей зуб, но не ра диальным усилием, т. е. не той силой, которая изгибает ва/г пер¬ пендикулярно его оси, а равно и не той силой, которая действует на подшипники. Ею будет очевидно следующая величина R P -j-v > или заменяя ѵ через его выражение: cos R будем иметь: R ^tp = P1/1+ cosa<r v cos-т Очевидно, что угол между силой R и горизонтальной осью будет больше, чем „угол давления" а: tg (« 8) = р . Надо отметить, что перемена вращения этой шестерни изменит и направление сид в противоположную сторону. Если в цилиндрических шестернях со спиральными зубьями при пе¬ ремене вращения меняется лишь направление действия радиального и осевого усилий, то в кони¬ ческих шестернях со спи¬ ральным зубом при перемене вращения оба усилия, т. е. радиальное и осевое, помимо изменения направления свое¬ го действия на противопо¬ ложное, меняются также и по величине. В цилиндрических ше¬ стернях сила Н (рис. 4) всегда параллельна оси (в си¬ лу параллельности между осью и образующей цилин¬ дра) и представляет собой осевое давление, а радиаль¬ ное усилие R, будучи к нему Рис. 4. перпендикулярным, также не разлагается на составляющие. В кониче¬ ской шестерне (рис. 4) сила V, будучи перпендикулярной к образующей начального конуса, не является перпендикулярной к оси, т. е. подлежит разложению на составляющие, а именно: радиальное усилие a — Vcos3 и осевое усилие с = IZsin ft Горизонтальная сила Н дает осевую силу /^cosp й радиальное усилие b = H sin (3. Следовательно при направлении вращения по стрелке и при наличии окружного усилия Р ~т 9 мы получаем осевое и радиальное усилия, каждое слагающимся из двух частей:
Осевое Q = — d + c* „„«стам»» з—’ « " і“h“s?+ Hsin?, ч — 1 но //=ptg7 и Ptff а cos 7 поэтому окончательно: р Q = -P tg у cos р + - cos— O —-^-(tga- sin^ —sinv • cos P). COSY Для радиального усилия: R — a-}-b, но а — Vcos^ и b Л/sin R = J-— (tg a • cos 8 -j- sin y • sin P). I cos 7 Давления на вал и подшипники равно: Р = ]/Р2 + Р2‘, 1 т. е. оно равно равнодействующей между Р и Р (рис. 5). Цилиндрическая шестерня со спиральным зубом всегда будет иметьг осевое давление; коническая же шестерня со спиральном зубом может быть сконструирована так, что в ней исчезнет вовсе осевое дав¬ ление, а останется лишь радиальное. В самом деле, допустим, что наша шестерня получила вращение, противоположное тому, как показано на по фиг 4 Рис. 5. рис. 4, тогда очевидно действие силы Н получит тоже противоположное направление, а с ней вместе окажутся противоположно направленными и составляющие b, d9 с и d. Результирующая величина радиального усилия будет равна сумме своих составляю¬ щих а и b (рис. 5), а осевое усилие будет равно разности составляющих d и с от тех же сил Н іл Vf поэтому мы можем кон¬ вовсе устранит осевые это заключение: структивным путем достигнуть того, что раз¬ ность между d и с станет равной нулю, т. е. давления. Выведем формулу, подтверждающую V’sin р — Н cos = о. Подставляя значения для V и Н имеем: ^tga sinjj _ P sin 7 cos p cos7 cos 7 Zo
а после сокращения : tg a sin = sin 7 cos sin 8 tga—75 = sin 7, или 6 cos 0 sin 7 = tga tg^h (1) Из формулы (1) видно, что независимо от величины передаваемого крутящего момента, осуществив шестерню с соблюдением указанного равновесия между тригонометрических функций углов а, р и 7 осевых давлений в такой шестерне не окажется. Радиальное же усилие в этом случае будет равно: Я—р , / J I / tg a cos Р 4-sin 7 sin р\а У ' \ cosy / ’ (2) Если бы, наоборот, представилось необходимым иметь минимальными не осевые, а радиальные усилия, то эта закономерность получилась бы из уравнения V cos £ = Н sin 0, (3) или после замены: Р tg a cos р _ Psinysin (3 cos 7 cos 7 или tgacos (3 = sin 7Sin p, откуда tga cos 8 sin 7 = sin p или sin7 = tgactgP (4) В этом случае осевое давление будет равно: Q — ^ + ^=Vrsinp4"^cos P = -f>tgQCSin P p tgCQS p. cos 7 O = P ( tgasin P+ sin7CQS P \ cos 7 ) ’ "а1<онец ДОПУСТИМ’ что необх°Димо иметь такую конструкцию ше- раДиальномКу,ТОтРОе СуММарнОе 0Сев0е усилие был0 бы Равн° суммарному или Q = (6) P3=Q2_^2. 29
„олепмии вместо Q » R 3"ие""я; л — —(sin 7 cos P -J- tg a sin ₽) cos 7 _ P-(tg a cos p — sin у sin P) cosy получаем: pî — .pi - [(sin Y cos P 4-tg a sin P)8 — (tgacosp sinYSinP) 1- cos’y Преобразуя это уравнение, получаем: (1cos2 Р) sin’Y + 2sin 2 p tgasin Y —(1 +tgsacos 2 P) = 0. (7) В результате получено полное квадратное уравнение вида. ах2-^-Ьх — с —О, откуда следует, что достигнуть равенства между осевым и результирую¬ щим радиальным давлением можно, пользуясь уравнением (7). Например, в ведущей шестерне главной передачи автомобиля ЗИС-101: угол конуса =25°18'20", угол зацепления а=14°30' и надо найти угол спирали, при котором /^=Q. Подставив в формулу (7) тригонометрические функции известных углов 2(J и а, получим: Sin2 а (1 + 0,90404) + 20,25862 X 0,42745 sin у — 0,06688 X X 0,90404 — 1 = 0, или sin2 у 4" 0,1161164 sin у — 0,55696 = 0, откуда Sin у = 0,69055; у = 43°40'30". На рис. 6 приведено расположение сил, дающих равенство между Q и К при вращении против часовой стрелки и левой спирали. Внизу (слева) показан результат, причем сплошными линиями — для случая ÎÎÎhIuu Шестерни при вращении ее по стрелке. Если же направление изменили г”ГНИЛ0СЬ бЫ’ ИЛИ Же С0ХРаняя направление вращения мы в результате ”аКЛ0Н спиРали П°Д тем же углом на противоположное, т е резѵльтипѵіп?ЧИНа СИЛ СТЗЛа бы иной (как показано пунктиром), »й умиХисГй " Ралмль"ых У“л“» увеличилась бы, а осевых уси- ложкыми. Практически этоо^.и’’"’/1 яеЯ‘:тв"я стал“ бы противопо- по стрелке ппижимяля « ало $Ы’ ЧТ0 осевая сила при вращении, ВДУЩУЮ Шестер“ю » иеломоЯ, с силой шестериТ ѴаХл^Х“”ІХ-7ЧМИ'""’ СТре““ла“ б“ 30 ѵ — с.
Следѵет не упускать из вида, что расположение сил Q и R всегда сила ьк оуд* _при перемене направления вращения, с соблюдением равенства ной оси х—х или под углом фі На рис. 7 приведено расположение сил между EQ и Е/? при изменении условий, т. е. „левом вращении и пра- вой спирали". Вывод формулы аналогичен формуле (/). Для краткости этого вывода мы не приводим, а лишь укажем, что формула будет точно такова, т. е. (7), но перед неизвестным (sin т) в первой степени знак переменится с плюса на минус, т. е.: (1 4-cos28)sin2ï — 2 sin 2 Р tga sin7 —(1 + tg2«cos 2 Р) = О. (Ю) В этом случае sin 7 = 0,80657, а уі—53°45'40 . * Рис. 6. Рис. 7. Практически это означает, что при „одноименности" вращения и наклона спирали достигать равенства между суммарным осевым давле¬ нием и суммарным радиальным проще, а при „разноименности" труднее, в смысле изготовления спирали и изменяющегося влияния фактора трения. На рис. 8 нанесены кривые, характеризующие влияние наклона угла спирали на величину радиальных и осевых усилий ведущей и ведомой шестерен главной передачи, устанавливаемой в легковом автомобиле ЗИС-101, и соответствует вращению шестерни по часовой стрелке и 7“ НЗКЛ0Ве УГЛа СЛИрали’ или жг "Ри накл™' спирали вправо и при вращении против часовой стрелки. н 31
uumy выше Формул вычислены цифры для таблицы На основе "Риведен““х “ ТаблицаУи диаграмма приводятся с целью и построена диаграммаірис . ним определить все компо- их практического испол“оваН"кающие в зацеплении. Таблица (и диа- ненты равнодействующе оечающиеся в практике цилиндрические грамма) исчерпывают все В£Р^ до%0о (к оси вала). При- веХ пример дли практического пользовании. Допустим, нам необходимо У Величина давления /,4 F7# р 17 и 0,8 0,6 0,4 07 р п V л OU О го 30 40 50 • 60 ж (0J =осевая ведом. угол спирали | | Рис. 8. и Г' т » влияние наклона угла спирали » на велцчину сил ведущей и „ ведомой шестерен задн. À » моста зис-101 Угол наклона спирали Рис. 9. ко я- \fp2+ п2 ведущей ( 0) ■ Радиальн. ведущ. в^ЬиВ?аса?ёльнойХ к^спиХрезУЛЬТИРУю^. Угол между осью приблизительно равен 48°30' 9 пРовеДенной через точку зацеплении Угол зацепления а — 9по , окружное усилие D М р = ~ 1000 кг. 48о30^ВпХу°чРиДмИНёсё необХОпОЧКУ На °СИ абс«исс, сбавляющая J = 0)56e; соответствующую е. радиальная со- Осевое давление нам ординаты, т. = M4X1OOO=11ÎO^ 32
Радиальное результирующее усилие /?—1,14;Р J 1 равно Результирующее от радиальных и осевого усилий будет равно 1>62 . р:= 1,62 X 1000 = 1620 кг‘ Таблица для определения радиальных и осевых усилий № по порядку Угол спир. 7° Осевое давление Q Радиальное усилие Радиальное резуль¬ тирующее 1 Полное резуль- 1 тирующее ■ ■ • при а = = 14°30' при а = = 20° 1 при а = 1 = 14°30zl при а =■ =20° При а = = 14°30'і при а = = 20° І 0 0,00000 0,25862 0,36397 1,033 1,0645 1,033 ! 1,0645 1,067 1,0805 1,1015 2 5 0,08749 0,25961 0,36536 1,033 1,0648 1,037 з 10 0'17633 0,26261 0,36959 1,034 1,0660 1,049 4 15 0'26795 0,26774 0,37681 1,035 1,0680 1,069 А 5 20 0,36397 0,27522 0,38733 1,037 1,072 1,099 1,132 4 4 '“Т А 6 25 0,46631 0,28536 0,40160 1,040 1,077 1,140 1,174 1 пой 7 8 30 35 0,57735 0,70021 0,29863 0,31572 0,42028 0,44433 1,044 1,048 1,084 1,094 1,193 1,261 1,229 1,299 4 О ОГ* 9 40 0,83910 0,33761 0,47513 1,055 1,107 1,348 1,389 я g 10 45 1,00000 0,36574 0,51473 1,065 1,124 1,460 1,505 11 50 1,19175 0,40234 0,57484 1,077 1,149 1,607 1,656 12 55 1,42815 0,45089 0,64077 1,097 1,184 1,801 1,855 П 4 НО 13 60 1,73205 0,51724 0,72794 1,126 1,237 1 2,066 2,128 $ Автомобильный мотор»
Дои.. А. Д. НЕВСКИЙ НОВЫЙ СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КАСАТЕЛЬНЫХ ИНЕРЦИОННЫХ УСИЛИЙ В АВТОДВИГАТЕЛЯХ Для определения касательных инерционных усилий в поршневых две- гателях обыкновенно пользуются способом Толле. Согласно этому спо¬ собу нужно построить сначала диаграмму ускорений поршня, затем к массе поршня прибавить некоторую часть массы шатуна. Найденную таким образом общую массу множат на ускорения поршня и получают диаграмму инерционных усилий поршневой группы. Для получения каса¬ тельного инерционного усилия с инерционными усилиями поршневой группы поступают точно так же, как с давлением р газов на поршень при определении касательных усилий от сил Р. К достоинствам этого способа относятся: простота в нахождении касательных инерционных усилий и применимость его ко всем поршне¬ вым двигателям. Недостаток этого способа — неточность в определении общей массы поршневой группы, так как нет точных формул, дающих возможность вычислить ту часть массы шатуна, которую следует отнести к поршню; значит, найденные по способу Толле касательные инерционные усилия приблизительны. Способы разнесения массы шатуна описаны в книге проф. Е. Д. Львова—„Динамика двигателя*, причем наилучший метод принад¬ лежит самому автору, изложившему его впервые в журнале „Вестник металлопромышленностим № 4—12, 1923 г. Согласно предложению проф. Е. Д. Львова, масса шатуна разно¬ сится в три точки, в соответствии с чем составляются три уравнения (содержащие три неизвестные массы ть т2, т2), имеющие тенденцию сохранить побольше динамических свойств, принадлежащих самому шатуну. Прочие предложения сводятся также к составлению уравнений пре¬ следующих ту же цель. ’ Разнесение массы шатуна в три точки можно обосновать Действи- LtLtT’ В ЭТ0М 017436 кинетическая энергия шатуна остается без изме- коивошИпяРОвИДВОДНаЯ °Т кинетической энергии шатуна по пути пальца тѵня- un атп Ь касательное инерционное усилие от сил инерции ша- жений Же доказательство говорит не в пользу прочих преддо- формѵлам351 /гиигпГ справедливость всем полученным таким образом следует все-тяки пти» приблизительной правильности решения вопроса, тить отсутствие критерия точности формул, отсут¬
ствие оценки погрешности, которую мы допускаем в определении касательного инерционного усилия, пользуясь выведенными формулами. Настоящая статья имеет целью дать новый строго обоснованный способ определения касательного инерционного усилия, дающий воз¬ можность определить также и степень погрешности, которая вносится этим способом. Хотя полученная формула касательно инерционного усилия несколько сложнее обычной, но зато в нее не входит момент инерции шатуна, а только общая масса поршня и шатуна. Предлагаемый метод пригоден только для тех двигателей, в которых центр тяжести поршневой группы совпадает приблизительно с центром тяжести поршневого пальца, т. е. для легких дви¬ гателей внутреннего сгорания. Приступая к изложению, объясним сначала пра¬ вила построения, а затем докажем их справедливость. Чтобы построить касательное усилие от сил инерции движущихся масс поршня и шатуна, нужно наметить центр тяжести D си¬ стемы поршня и ша¬ туна. Это можно сде¬ лать, если задаться предварительно весом поршня и шатуна в отдельности. При вы¬ черчивании конструк¬ ции поршня и шатуна эти веса можно прове¬ рить, если получаются большие расхождения весов, вычисленных и принятых, то рас¬ чет веса маховика нужно произвести сно- на (рис. 1). С — положение центра тяжести шатуна, л В — положение центра тяжести поршня. Строим затем план ускорений О—а—для шатуна АВ, принимая для масштаба ускорений величину 7 = аш2, где а — масштаб длин, а ш — угловая скорость вращения вала. Найдем ускорение точки D; оно выражается вектором Od (направление здесь неважно); проведем и соединим точку т с точкой k (точка k, как видно :.s рисунка, получится, если провести линию Ak параллельно Ох). Проведем теперь Ыі || km и ns || Od; продлим линию dm до пересе¬ чения с ns, тогда отрезок ds представляет значение касательного уси¬ лия от сил инерции поршня и шатуна. Если точка d лежит впереди кривошипа, то полученное таким обра¬ зом касательное усилие следует считать положительным и отрицатель¬ ным, в противном случае, если точка d окажется на кривошипе, то касательное усилие от сил инерции движущихся масс поршня и шатуна равно нулю. ' 3* 35
На основания этого правила отрезок ds следует считать отрицатель- ни» ес^и бы направление вращении машины стало по часовой стрелке, “ то«а d оказалась бы впереди кривошипа и отрезок ds нужно было бы считать положительным. Для доказательства построения освободим шатун от связи с криво¬ шипом а поршень-от связи с цилиндром, приложим реакции R и /V и рассмотрим движение материальной системы поршня и шатуна под дей¬ ствием сил: R, T, N, Р- Применим теперь к системе поршня и шатуна закон движения центра инерции и закон моментов количеств движения относительно неподвиж¬ ной оси О: М • = R cos <р+ Т sin ?—Р; й'Уд dt~ м • = A* si по— Feos <р + 7V; V I — Г dt °' При составлении этих уравнений не принята во внимание сила тре¬ ния Np и сила тяжести поршня и шатуна, так как двигатель относится к разряду легких. Третье уравнение преобразуется следующим образом: Е/о = Sm (хў — J/Л'); ~dt S/o = (ху" + х'у' —у'х' —ух") = 2/п (ху" —ух"), равно сумме моментов сил инерции относительно оси О- эта сумма оавна ом^^дейщвующеп сил инерции шатуна отиоентел^ точкиТ Здесь: — масса шатуна, Wc — ускорение центра тяжести шатуна, действующей сил эн^рции ш^унТ^"^ ho=T4~ N-OB. Таким образом, третье урав„е„„е „ожет 6ыть мш • wc ■ h=Ttt — N . Qg. из этого уравнения найдем N: • Wc - h ов •
Система уравнений теперь может быть представлена так; Муд = R sin ф — Т cos ? 4“ T4-MwWc-h ов Исключая из этих уравнений R, найдем, что: Mx' sin — Л/Уд cos о == Г—Р sin ф тч-мш- Wc-h ов COS ср. Решая это уравнение относительно Г, получим окончательное выра¬ жение полного тангенциального усилия: + М (хд Т-р ОВ Sin ? 4- ОВ — г cos » ч ОВ sin Ф — _Уд cos ф). cos- ?- h cos © ■ Og-rcos»- <*> A Для определения значения первого слагаемого проведем перпенди¬ куляры: BF±АН и AE_LBHt тогда получим два подобных треугольника &FHB^ &АЕН- из их подобия напишем пропорцию: BF _ ВН оЬ АЕ ~ АН ~ оа • так как: BF=OB sin <р, АЕ = ОВ — г cos ср, то ОВ sin <р оЬ О В—г cos о оа в и следовательно: р О В sin <р р оЬ ОВ — г cos Ф * оа * Таким образом, первый член в формуле (1) представляет касательное усилие на палец кривошипа от давления Р газов на поршень цилиндра.
Во втором слагаемом дробь: о в ов s*n ? = ____— — 1 ОВ—г cos ф (ОВ — г cos <р) sin © QB—г cos <р cos <p BH ob — ob j ~~AH • sin <p “ oa sin ? ok j Следовательно: M • °-- (x„ sin <P —cos ?) = I OB— r cos <p л = M • —z- (x„ sin © — Уд cos <p). (J К Чтобы построить графически формулу: ob t п . v \ —(хд sin ср —Уд COS ?) I построим план ускорений Oabt для шатуна АВ\ найдем ускорение точки £) = т • od\ разложим его на и у (истинные направления ускорений здесь роли не играют) и, проектируя геометрическую сумму: 1 о^ = х^+ул на направление тп9 перпендикулярное к радиусу ОА, получим: * у Хд sm с— Уд cos <f = dm у. Отрезок dm нужно увеличить в отношении °° 1 - „ ok С этой целью соединим точку т с точкой k и проводим bn II km, из точки п проводим линию, параллельную od, продолжим dm и отме¬ тим точку пересечения $, тогда , ob , ds = —— dm. ok Чтобы это доказать, напишем пропорцию: —т —от — ob . dm-]-ms ok-]-kb ms °* kb/ dm = o~k ; ds __ob oh dm ~ ok ’ ds==dm • . Таким образом, умножив отоезок мд найдем величину: Р °К as на массУ поршня и шатуна, M ob / * // ok ^ХД Sln -УдСОБ <р)= M.ds-T. О) 38
Вычисления показывают, что с ошибкой, не превышающей 2%, влия¬ нием последнего члена в формуле (1) можно пренебречь, и следова¬ тельно формула (2) дает значение тангенциального усилия от сил инерции. Отрезок ds дает величину этого усилия в масштабе ТИу; последний член в формуле (1) дает величину допущенной погрешности. Таким образом, полное тангенциальное усилие для легких двигателей внутреннего сгорания при графическом решении может быть предста¬ влено формулой: оЬ оа 4~ M**[*ds.
Доц. Н. Н. КОВЛЯШЕНКО ОПРЕДЕЛЕНИЕ СТЕПЕНИ СЖАТИЯ ПОРШНЕВЫХ МАШИН ПО ИНДИКАТОРНЫМ ДИАГРАММАМ Цель настоящей статьи заключается в изложении способа определения степени сжатия по элементам индикаторной диаграммы, снятой с испы тываемого двигателя. Экономичность работы двигателей внутреннего сгорания, как известно, в значительной мере зависит от степени сжатия, следовательно, при испытании двигателя и определении термического коэфициента полезного действия, необходимо знать величину степени сжатия. Двигатели, работающие на различных сортах горючего (бензин, керо¬ син, нефть и т. д.), допускают различные величины степени сжатия, вполне определенные для каждого сорта. А поэтому при переводе дви¬ гателя с одного сорта горючего на другой, необходимо внести некоторые конструктивные изменения (увеличить или уменьшить) камеры сжатия, необходимо знать величину степени сжатия, которая потом изменяется в соответствии с применяемым топливом. После ремонта машины (расточка цилиндра, смена поршня и т. д.) камера сжатия может оказаться увеличенной или уменьшенной, что в свою очередь вызовет изменения величины степени сжатия. Неравномерность в работе и распределении нагрузки на вал многоци¬ линдровых двигателей, в большинстве своем, обусловливается неодинако¬ вой степенью сжатия в отдельных цилиндрах. Для устранения этого дефекта, необходимо точно также установить степень сжатия отдельных цилиндров. Таким образом величина степени сжатия является очень важным пока¬ зателем работы двигателей как в условиях эксплоатации, так и при раз¬ личных контрольных исследованиях их в лабораториях, а метод опреде¬ ления ее, определяющийся простой и в то же время достаточной степенью точности, должен найти себе самое широкое распространение в тех отраслях промышленности и народного хозяйства, где сосредото¬ чено производство и эксплоатация поршневых машин. Как известно, степенью сжатия называется отношение полного объема ^индра данного двигателя к объему камеры сжатия. Обозначая через объем камеры сжатия, а через І//-рабочий объем цилиндра, сте¬ пень сжатия г выразится следующей формулой: К, ' Из этой формулы видно, что определение степени с определением объема камеры сжатия. Рабочий объем деляется по ходу поршня и диаметру цилиндр. 40 (1) сжатия связано цилиндра опре-
«rtuiuun так и поступают. Каким-либо способом опре- деляет "объем камеры сжатия, затем измерив основные размеры цилиндра, В“Чч“б”ТотмЛе™^РтеУнеудобства, с которыми приходится сталкивать, при определении объема камеры сжатия, рассмотрим кратко те способы "Р"риемРы^ помощью которых эта работа обычно производится и отме- тим главнейшие недостатки этих приемов ^ипгатга сле- К наиболее распространенным способам измерения относятся еле дующие: 1) обмер и вычисление объема камеры сжатия по чертежам; 2) обмер геометрических размеров камеры, разобранного цилиндра двигателя; л 3) заливка камеры сжатия какой-либо жидкостью, объем которо затем и измеряется. Определить объем камеры сжатия по чертежам можно довольно легко, если они имеются под руками, что не всегда бывает, особенно для старых машин. Способ этот не особенно точный, требует также некоторой затраты времени на производство вычислений по произведенным замерам. Еще меньшую точность дает второй способ, требующий довольно кропотливых измерений отдельных частей камеры сгорания, которая иногда имеет настолько сложную форму, что о точности измерения отдельных ее частей не приходится и говорить. Кроме того, этот способ требует частичной разборки цилиндра дви¬ гателя, что связано с более или менее значительным перерывом в работе, так как операция разборки и сборки отнимает много времени. Наиболее часто встречающийся на практике способ определения камеры сжатия — это заливка камеры какой-либо жидкостью. Этот способ считается наиболее точным, но зато отличается громоздкостью, требует разборки цилиндра, что связано с значительным перерывом в работе. Кроме того, необходимы дополнительные приспособления для заливки и измерения количества жидкости и т. д. Учитывая все недостатки описанных выше способов, невольно при¬ ходится задуматься над отысканием такого способа, который позволил бы определять степень сжатия с наименьшей затратой времени прямо во время работы двигателя и в то же время отличался бы как простотой, так и достаточной точностью. Для этого в первую очередь нужно обра¬ тить внимание на термодинамические зависимости между отдельными параметрами, определяющие состояние газа, которые являются основ¬ ными в построении индикаторной диаграммы, т. е. необходимо найти способ определения степени сжатия по индикаторной диаграмме, снятой с испытываемого двигателя, не останавливая и не разбирая его, прямо во время работы на ходу, при этом, таким образом, чтобы не измерять отдельно камеры сжатия, если в этом нет особой надобности. Замеры, произведенные по заводским чертежам не всегда соответствуют действительным размерам деталей. Поэтому этот способ определен^^^^ іризнатьтеоретическим, практической ценности не имеющим так как в частности мере не• cooTeeSveВСеГДа ПОЛУЧИТСЯ одинаковая, что ни в коей мере не соответствует действительному положению— Ред.
в ио индикаторной диаграммы предложен Такой способ использования инД курсе пДвигатели вну. впервые проф. Ястржембским и 0 ппах Суть этого способа заклю- треннего сгорания** (см. издание 19 0ПреДеляется давление р, чается в том, что при помощи р в конце сжатия, далее, в начале сжатия, затем определя рекомендуемых автором, опре- показатель политропы в предела , Р степень сжатия по известной формуле: выбрав деляют £ Не вдаваясь в подробную критическую оценку данного способа, необходимо все же отметить как основной недостаток — это произволъ- ность в выборе показателя политропы п, который при процессе сжатия не является величиной постоянной. Эта произвол ь- ность может в некоторых случаях значительно иска¬ зить результаты подсчета. Кроме того, не всегда точно определяется давле¬ ние в начале сжатия, особенно если съемку диаграммы в f ГЛ ц для большей точности бой пружиной. . Предлагаемый мной РИС.Ц1. приходится производить сла- способ определения „степени сжатия* предполагает наличие двух индикаторных диаграмм (кривых сжатия), снятых при различных величинах камеры сжатия. Способ несколько сложен своими вспомогатель- ными построениями, что все же не умаляет, по моему мне¬ нию, его положительных сторон. Изменение величины камеры сжатия при снятии диаграммы можно произвести путем приключения некоторого добавочного объема, величина которого должна быть заранее точно определена. ; Перейдем к выводу основных формул и положений. Пусть мы имеем две кривых сжатия (рис. 1). Кривая сжатия АВ вычерчена при нор¬ мальном объеме камеры сжатия, который на чертеже обозначен через J мГ^чепченГп ПОЛИтропы сжатия этой кривой будет п. Вторая кри- вая вычерчена в предположении, что объем камеры сжатия х увеличен Г, '“"ер"уре нужно т»вместо Кроне того форму..', е.тор. перевернута В (Ред.) 42
на некоторую величину V добавочного объема. Так что объем в конце сжатия для этой кривой будет уже x~t~ V, а показатель политропы і- Проведем горизонтальную линию MN на произвольной высоте на¬ шего графика до пересечения ее с кривыми АВ и АВ';, пусть это будут точки а' и Ь. Горизонтальное расстояние до точек а и b от начала координат изображает собой некоторые промежуточные объемы, соот¬ ветствующие одному и тому же давлению рх. Отметим далее через Vq полный объем цилиндра, а р0 пусть будет начальное давление *. Тогда между величинами р$, І/о; Ѵх ; рж имеет место следующая зависи¬ мость: Ро(1/о+ЮЯ1=Л(^+1/)Лі для кривой АВ*; Р^п=РІУ/ для кривой АВ. Разделим первое уравнение на второе, приняв, для простоты, пока¬ затели равными, получим: Ўо ~~ • Определим из этого отношения значение V (*> Подставим в формулу (2) значения: Определяя из этого уравнения х после преобразования, получим: X V у Г Z, у Va— К ~Vl’ О) a I оже^Тбудеи и»Т™аЧеНИе * ’ *ОР"УЛУ (1)’ степени 1 Вместо л в литературе принято обозначение р*.— ред. 43
После преобразования получим: (4) Это и есть формула, по которой можно определить степень сжатия. Необходимо только измерить отрезки и И2. Отрезок И здесь харак¬ теризует добавочный объем, приведенный к нормальному сечению цилиндра и отложен в соответствующем масштабе. Чтобы судить о пригодности применения данного способа на прак¬ тике, исследуем его для определения максимальной погрешности, кото¬ рая может получиться при вычислении по формуле (4). Для этого воспользуемся одним из способов приближенных вычисле¬ ний, согласно которому абсолютная ошибка функции равна полному лиференциалу этой функции, так как разницей между абсолютным приращением и ее полным диференциалом, как величиной бесконечно малой второго порядка, можно пренебречь. Следовательно, если мы будем знать максимальные абсолютные по¬ грешности величин, входящих в уравнение (4), то не трудно будет определить и абсолютную погрешность функции. Величина е есть функция от Ѵ\ У,; У2; У/. Если мы обозначим абсолютные приращения этих величин через dV-, dVx\ dV.2\ dV\', то абсолютное приращение функции будет равняться полному диференци’алу, d' = ^ iV+^ + (5) внскНЛТѵ;,аѵ™“к "Рѵ"ЗВМ"Ые *у"кш" "° пеР'“е»н“« "еза- де дѴ~ -Уі'(Уг--У1)(У/-_у2) У/г^г — у.)2 Г. У . У ~ ° Л/ И.-К 44 де дѵ- де _ дѴг ~ де -у2) У^СУ,- уѵГ к . — у. ■ J [ у; y2~JTx __ У • У,7У/_ yj Ѵ^Ѵ^уу Ѵ>'2(^2- Ѵ,)« »
Подставим это значение частных производных в формулу (5). d* V2)+ V- Р7(Ѵ7 К/2(К- И V' V, ѵя-Ух Если, для одинаковыми. ошибки dV\\ dV2, dVx принять простоты, абсолютные _ то в результате получим более простое выражен Уі ) [( V' V ( v; - vj2 V, V) d Vf — ( И/ -T K)d И Г V Ѵх' У/ ’ ѵ2 12 Подставив сюда вместо абсолютных ошибок dVy\ dV их значения, выраженные через относительные погрешности, т. е. dl/^ДК • Ѵѵ dV= ДУ • У, de — As - s (здесь ДУХ; А У; ДУДе— относительные ошибки),—то после преобразования получим: . de (У2- (6) Рассматривая эту тельной погрешности тельной погрешности формулу, можно заключить, что величина относи- Де зависит главным образом от величины относи - доба- вочного объема ДУ, которая входит в числитель формулы в произведении с значением У/ (отрезком, значительно превосходящим отрезки Ѵі и У2). А поэтому добавоч¬ ный объем V необходимо замерять с наибольшей точ¬ ностью, стараясь получить по возможности наименьшую относительную погрешность. Для того чтобы прове¬ рить правильность опреде¬ ления величины степени сжа¬ тия по описанному выше способу, а также определить — % Рис. 2. величину погрешности, пришлось вычертить специально график, над которым и произвести исследование (рис. 2). па рис. 2 кривая АВ вычерчена при начальном давлении р начальном объеме V Давление сжатия п = 1,30. - о — 300 мм (объем выражен в конце сжатия взято о в масштабе длин)к — 29 ата, а показатель политропы V, v; ( І4 2 1 И> «=1ата 4S
при это», о««» В конце сжатия (в масштабе эли») получите, При этих данных степень сжатия получается равной. ІА ЗОО s — — — 10. s — X 30 Вторая кривая АВ' вычерчена также по точкам, но уже приначаль ном объеме, большем, чем в первом случае на величину V— 8 мм, т. е. при начальном объеме V. + Ѵ= 300 + 8 = 308 ММ', остальные данные приняты прежними. При помощи изложенного выше несложного построения были опре¬ делены отрезки Ѵі и Ѵг. Величина их определялась при помощи изме¬ рителя и обыкновенной масштабной линейки с точностью до сотых долей миллиметра, отсчитываемых на глаз. При этом были получены следующие результаты (рис. 2). Пример 1. Ѵх = 22,75 мм, Ѵ2 = 29,18 мм, Ѵ\ = 270,00 мм, Ѵ= 8,00 мм. Подставим эти значения отрезков в формулу (4), получим: 6 ~ а / 29,18 \ 10? 8^1_Т70-) 29,18 — 22,75 1 Пример 2. еСЬ прямая MN доведена на другой высоте, при этом получились следующие результаты измерения отрезков (рис. 3): =11,48 мм, Ѵ2 — 18,19 мм, Ѵ'1== 270,00 мм, V = 8,00 мм. Подстановка этих величин в формулу (4) дает: +1 = 9,94> \ 270 ) 18Д9^ТМ8 1 Из этих двух примеров видно, что результаты отличаются друг от друга а такж₽ и Рауьтаты вычислений не сильно что позволяет заключить о’прави л ѣ ™”Н.°Й_ СТепени сжатия 10, нот вместе с этим некоторых допущений В(см* ниж?)?8’ 3 СВЯЗаН’
дИг=1%, △ V — 0,2%. Остальные величины возьмем из данные в формулу (6), получим: 1-го примера, тогда подставив эти (29.18 — 22,75) (22,75 X 0,01 3^ 270 X 0,002) _ 0 35о/п _ 0,0035. Ае-^ 270Д8 + 2275)—29,18 (8 4-270) Если же учесть, что дей¬ ствительная диаграмма, сня¬ тая индикатором, будет меньше в три раза нами принятой, вследствие чего относительная ошибка от¬ резков ДѴі и АІ/ увели¬ чится в таком же отноше¬ нии, то и в этом случае мы получим ошибку, не многим превышающую 1°/0. Такой точности вполне до¬ статочно для большинства технических подсчетов. Анализируя этот способ определения степени сжатия и сравнивая его с уже существующими описанными выше способами, необходимо отметить следующие основные положительные и отрицательные стороны: 1) определение степени сжатия не связано с определением величины камеры сжатия в отдельности; 2) незначительно затрачиваемое время на производство всей опера ции определения; 3) нет необходимости в разборе двигателя, что связано с перерывом в работе, так как операция съемки диаграммы производится во время работы последнего; 4) отсутствие в формулах показателя политропы \ который уже не приходится выбирать, чем устраняется некоторая произвольность. К отрицательным сторонам необходимо отнести: 1) некоторую сложность при съемке диаграмм; 2) допущение, принятое вначале, о равенстве показателей политропы, что только приблизительно правильно и то лишь в том случае, если кривые АВ и АВ' не отстоят слишком далеко друг от друга и съемка диаграмм производится быстро друг с другом, т. е. когда теплообмен между стенками цилиндра и газом еще не успеет сколько-нибудь значи¬ тельно измениться; 3) подбор соответствующего размера, величины добавочного объема с таким расчетом, чтобы кривые сжатия располагались близко друг 1 Выброшен совершенно произвольно; эта ошибка тат не на 10/q, а примерно в 5 раз больше. — Ред, , конечно, искажает резуль- 47
к другу, что зависит от размеров камеры сжатия, которые различны для различных двигателей; 4) замер добавочного объема, который надо произвести особенно точно (см. определение погрешности). Конечно, произведенный выше анализ этого способа не претендует на исчерпывающую полноту, так как при испытании его в практической обстановке могут появиться и другие отрицательные моменты, снижающие качественные стороны этого способа. Однако можно предполагать, что эти моменты возникнут в результате некоторых технических трудностей (съемка диаграмм, определение величины добавочного объема и т. д.), которые при некотором навыке в этой области будут устранены, если не совсем, то, во всяком случае, сведены до минимума. Донецкий, индустриальный институт
И. ЛЮБАРСКИЙ ПРИМЕНЕНИЕ ПОСТРОЕНИЯ CORMACK’a ДЛЯ ИССЛЕДО¬ ВАНИЯ АВТОМОБИЛЬНЫХ ПЛАНЕТАРНЫХ ПЕРЕДАЧ В передачах, состоящих из шестерен нормального типа, кинематиче¬ ское исследование обычно не представляет никаких затруднений. Для определения соотношений оборотов достаточно знать лишь основные законы зубчатой передачи. Исследование значительно усложняется, если передачи состоят из эпициклических механизмов, в которых наряду с колесами, вращающи¬ мися только на своих осях, имеются колеса, вращающиеся вокруг осей, которые в свою оче¬ редь перемещаются вокруг неподвижной оси. Схема эпициклического механизма пред¬ ставлена на рис. 1. Зубчатый блок 1—Г свободно насажен на вал А, колесо 1 находится в зацеплении с шестерней 2, вращающейся на оси, закре¬ пленной в рамке (поводка) Р. Шестерня 2 находится в зацеплении с зубчатым венцом 3, соединенным с ведомым валом С. Рамка Р Рис. 1. Схема эпицикличе¬ ского механизма. соединена с валом А. Вращение одного из валов, например вала С, может быть вызвано: а) вращением колеса 7 при неподвижности вала А и рамки Р; механизм превращается в обыкновенный возвратный зубчатый ряд;' б) одновременным, независимо друг от друга, вращением зубчатого колеса 7 и вала Л; механизм представляет собой эпициклическую передачу; в) вращением вала А и рамки Р при неподвижной шестерне 7. При этом колесо 2, вращаясь, будет перекатываться по неподвижной центральной шестерне 7 и приведет в движение колесо 3 и вал С. Передачи с центральным неподвижным колесом называются плане¬ тарными передачами, а неподвижное колесо—„солнечным" колесом. Вследствие сложности движений наглядное представление соотно¬ шений оборотов различных колес механизма вызывает значительные затруднения. Зависимость между оборотами отдельных звеньев эпици¬ клического механизма устанавливается формулой Виллиса 1: ‘ Вывод формулы Виллиса приведен в курсах .Прикладной механики*. Автомобильный мотор. 49
. - число оборотов ведущего колеса (например, колесо 1 на вщ PKC‘n1}L число оборотов ведомого колеса (например, колесо 5); число оборотов рамки колеса (например, рамка Р), /-передаточное соотношение между оборотами ведущего и ведо- мого колес при неподвижной рамке. Передаточное число К надо брать со знаком плюс, если вращение ведущего и ведомого звеньев направлены в одну сторону. Передаточное число К надо ставить со знаком минус, если вращение ведущего и ведомого звеньев направлены в противоположные стороны. Для исследования эпициклических передач необходимо разложить сложный эпициклический механизм на ряд составляющих эпицикличе¬ ских механизмов, составить для каждой из них уравнение Виллиса и затем разрешить полученную систему уравнений. Наряду с чисто аналитическими методами исследования эпициклических передач суще¬ ствует ряд графических методов, облегчающих анализ этих механизмов (Свампа, Куцбаха-Смирнова и др.). В настоящей статье мы остановимся на применении простого графи¬ ческого приема Согшаск’а \ значительно облегчающего исследование сложных планетарных передач. Сущность метода Согшаск’а заключается в следующем: а) Одно из звеньев эпициклического механизма превращаем в стойку и определяем аналитически обороты всех остальных звеньев механизма. При инверсии механизма желательно сделать неподвижным такое звено, Рис.2. Определение числа оборотов звеньев механизма. при неподвижности которого соотношения оборотов всех колес или части из них воз¬ можно определять, как для простых зубчатых рядов. б) На прямой линии отме¬ чаем точку (плюс), соответ- „ н ствующую неподвижному звену, то точки откладываем отрезки, пропорциональные оборотам остальных звеньев механизма. Отрезки, соответствующие положительным выбпЯНИипГЛтпЫМ ЧИСЛаМ Об°Р°тов> откладываем в разные стороны от выбранной точки; положительные — вправо Р Пл а отрицательные — влево, оборотов чвенкАп°м ТаКИМ °$Разом Диаграмме можно определить числа оборотов звеньев механизма и при перемене стойки. (рис. 2TtXMv изо$Раженньій на рис. 1. Отметим на прямой, соответствующую неподвижной рамке, и отло- колес ^7^3 пГи с, С~ С ~ 3’ С00Т8етствУюЩие числам оборотов пр» LL ;pre42rдущего колеса л,-С-7 = 1 об.; п, = С-2=_'8 б, П:, = с~3=-^ об. 42 »Теория°ХХмо^^^^^ за 1922 г. и в курсе
Сделаем неподвижным (солнечным) центральное колесо 1. Для этой цели сообщим всей системе общее вращение, равное и прямо противо¬ положное вращению колеса 1. При этом колесо 7 остановится (полюс С перемещается в точку /). Рамка Р получит вращение, соответствующее отрезку 1 — С. Колесо 2 приобретает добавочное вращение, соответствующее отрезку С=7, и общее число оборотов'колеса 2 будет пропорционально отрезку Колесо 3 получит добавочное вращение, соответствующее тому же отрезку С — 7, и общее число оборотов колеса 3 будет пропорционально отрезку 1 — С-\-С—3=1—3: ПрамКи _ 1~С _ 1 _7. „ -L.„ п3 1 — 3 . , 18 10 ’ рамки 10 ’ 3’ ^42 Применим построение Cormack’a для кинематического исследования ряда автомобильных планетарных коробок передач. Коробка Фурнес Центральный вал (рис. 3 и 4) А коробки передач при помощи диско¬ вой муфты соединен с маховиком двигателя. На валу А заклинена шестерня 1. Втулка В, свободно насаженная на вал А, соединена с диском С и с крышкой S, привинченной к ободу Рис. 3. Самовключающееся сцепление Фурнес. Рис. <1. Коробка Фурнес (общая схема). маховика. Три валика 1 Ц и [ц соответственно осями вращения ’ 2 — 3, 4 — 5 и 6 соединяющие диски ^пг для трех блоков планетарных шестерен Шестрпни Ч Ъ 7 .Т77' ШестеРни 2 4, 6 сцеплены с шестерней 1. Р ’ 7 сцѣплены с шестернями 8, 9 и 10 соединенных по лыми валами с тремя тормозными барабанами 8Ѵ 9, и С°еДИНеННЫХ П0‘ бар^банР9аЯШеКс?ецняС9оетРяИС'5)' Выключаем сцепление и затормаживаем Р оан Уи. Шестерня 9 останавливается. Шестерня 5 будет обкатываться э — IÎ1IIIIIIIIIMI1IIII “
по неподвижной шестерне О, так как лиски С и О про.толжают вращаться, Х"нСоединенными“втулкой В и крышкой S с маховиком двигателя. Шестерня 4, соединенная полым валом с шестерней 5, будет приводить в движение зубчатое колесо 1 и вместе с ним вал А. Вторая скорость (рис. 6). Выключаем сцепление и затормаживаем барабан 8Х и вместе с ним шестерню 8. Шестерня 3 обкатывается по в € Рис. 6. Схема включения второй скорости дбеакв Рис. 5. Схема включения первой скорости. неподвижной шестерне 8. Передача движения происходит аналогично пе¬ редаче движения на первой скорости. Прямая передача. Включаем дисковую муфту. Вал А непосред¬ ственно соединяется с маховиком. Угловые скорости шестерни 1 и ди- ков С—D одинаковы. Вся планетарная система вращается как одно целое, причем относительного вращения шестерен не происходит. Задний ход (рис. 7). Выключаем муфту, затормаживаем бара¬ бан 7(?П1 и останавливаем Рис. 7. Схема включения заднего хода. шестерню 10. Шестерня обкатывается по не¬ подвижной шестерне 10. Передача движе¬ ния происходит аналогично движению на 1 и 2 скоростях. Рис. 8. Схема включения заднего хода. Возможность заднего хода обусловливается тем, что передаточное соотношение шестерен, участвующих в передаче заднего хода, < 1 : zi - 1 Z10 • *6 При этом направления вращения (вал А) и п (маховика) про¬ тивоположны. р Пусть числа зубцов шестерен коробки Фурнес следующие: 2^ = 30; Z2 —18; zg = 27; z4 = 18; zs = 22; z6 = 18; zT = 15; ze = 21; z0 = 26; *10 — ÔÔ. 52
Для удобства построения предполагаем, что диски С — D с осями 1, 11 и 111 неподвижны, т. е. считаем, что рамка, скрепленная с махо¬ виком, остановлена. Отмечаем на прямой точку С, соответствующую неподвижному диску С (рис. 8). От С вправо откладываем отрезок С—1, соответствующий одному обороту шестерни 1 (вала Д). Определяем число оборотов всех колес, соответствующих одному обороту вала А и отложим на прямой линии отрезки пропорционально этим оборотам. Отрезок 30 С — b — — = ^s, соответствующий оборотам колес 2, 4, 6. 2^2. ІО -—— Z\ • z$ 30 X 22 55 Отрезок С — 9 = — = , о = 377 , соответствующий оборо- Z\ • Zq іо Zu о У там колеса 9. соответствующий оборо- Л ô Z, • 30 X 27 15 Отрезок C-S=-*-—= там колеса 8. Отрезок С — 10 = ротам колеса 10. zr- Z1 30X15 25 Zq • г10 18 X 33 339 соответствующий обо- Теперь можно определить обороты всех колес механизма при закреп¬ лении одного из колес коробки. Первая скорость (рис. 5). Неподвижное (солнечное) Число оборотов ведущего вала, соединенного с дисками колесо 9. С и D, пропорционально отрезку Число оборотов ведомого вала А пропорционально отрезку 9—1 — 55 16 39 — 39; 55 пвщ _ 39 _55. _55 П 16 16’ Пвщ~ lQn8M- 39 Вторая скорость (рис. 6). Солнечное колесо 8. пс = пвщ пропорционально 8 — С = — . 15 о пд ~ пвм пропорционально 8 — 1 = — 1 — ° 15 7 __ 15 __ 15 пвч _8_ “Т’ п^~-^п8м- 7 53
Задний ход. Солнечное колесо 10. -25 п == п пропорционально 10 —С—• С вщ г - 25 8 пл=п пропорционально 10— '=1~"зз з* 25 и 8 8 вм 33 25 п = • вщ 8 вм Коробка Пульс Коробка (рис. 9 и 10) допускает три скорости вперед и задний ход. Шестерня 1 соединена непосредственно с маховиком. Шестерня 4 зуб¬ чатого блока 4—5—6 находится в зацеплении с шестерней 7 и с зуб¬ чатым венцом 7, прикрепленным к коробке D. Ось планетарного зубча¬ того блока вращается в рамке Р, соединенной с тормозным барабаном F и с внутренним барабаном дискового сцепления Е. Шестерня 5 нахо¬ дится в зацеплении с колесом 2, наглухо насаженным на ведомый вал //; шестерня 6 сцеплена с колесом 3, соединенным полым валом О с наруж¬ ным барабаном дискового сцепления L. При помощи тормозов Л, В и С возможно соответственно затормозить коробку D, барабан F и наруж¬ ный барабан дискового сцепления L. Первая скорость (рис. 11). Затормаживаем барабан F и останав¬ ливаем рамку Р, В передаче движения участвуют шестерни 1—4—5—2. Вторая скорость (рис. 12). Затормаживаем коробку D и зубча¬ тый венец 7. Вследствие вращения ведущей шестерни 1 и неподвижности зубчатого венца 7, шестерня 4 будет одновременно вращаться и пере¬ катываться и приведет в движение рамку Р и ось зубчатого блока 4—5—6. Вращение шестерни 5 вызовет движение шестерни 2 и ведо¬ мого вала II. Прямая передача. Включаем дисковую муфту. Шестерня 3 (соединенная с наружным барабаном L муфты) и рамка Р (соединенная с внутренним барабаном Е муфты) соединяются и вращаются как одно целое. Задний ход (рис. 13). Затормаживаем барабан L и останавливаем шестерню 3. При вращении ведущей шестерни 1 шестерня 6 будет вра¬ щаться и перекатываться по неподвижной шестерне 3. Одновременно происходит вращение рамки Р и шестерни 5, что и вызовет движение шестерни 2 и ведомого вала II. Принимаем числа зубцов шестеренкоробки Пульс: Zi = 18: zo=30; *з = 27; z4 = 24; z5= 12; z6 = 15; z. = 60. При исследовании кинематических соотношений по методу Cormack’a остановим рамку Р и определим число оборотов зубчатых колес, соот¬ ветствующих одному обороту шестерни 7, соединенной с ведущим валом* 54
■МММ
Наметим на прямой точку С (рис. 14), соответствующую неподвижной рамке и отложим отрезки: /7 Л В F С L Рис. 10. Коробка Пулье (общая схема). Рис. 14. Рис. 12. Схема включения второй скорости. С— = L пропорциональный 18 3 одному обороту шестерни 7 (вправо); 60 10’ пропорциональный оборотам зубчатого венца 7 (влево); г4. z2 24 X 30 ' стерни 2 (вправо); С—Э = —18 X 15 *4 ’ 24 X 27 стерни 3 (вправо); Ю > пропорциональный оборотам ше- 15 3g > пропорциональный оборотам ше-
Установим передаточные числа. Первая скорость. Рамка Р неподвижна: 5 п2 1 10 — = — '> п 3 з 10 Вторая скорость. Солнечное колесо 7: П1 П2 10 ! 10 10 13 13 — б ч2. Задний ход. Солнечное колесо 3: _ 15 3^=7 1 ~ 36 " 3^2 _/15 з\ \36 10/ 5; Пі = — 5 п2. ю ■ /î? . 5 ^2 Коробка Вильсона [ Четырехскоростную планетарную передачу представляет собой коробка Вильсона (рис. 15 и 16). Передача состоит из ряда планетарных групп. В состав каждой пла¬ нетарной группы входят: центральная шестерня, барабан с зубцами, Рис. 15. Коробка Вильсона. Рис. 16. Схема коробки Вильсона. выполненными на его внутренней поверхности,' и три сателита, находя¬ щиеся в зацеплении с центральной шестерней и с зубчатым венцом. V ѵт получения пРямой передачи используется конусный комплект V И V1. Для удобства анализа разложим коробку передач на отдельные со ставляющие планетарные редукторы. отдельные со- 57
Первый редуктор: шестерня 7, закрепленная на ведущем валу А, три сателита 2, вращающиеся на осях, неподвижно закрепленных в ко¬ робке I, жестко соединенной с ведомым валом С; барабан В с зубчатым венцом 3. j Второй редуктор: центральная шестерня 4, закрепленная на ве¬ дущем валу (шестерни 1 и 4 составляют одну широкую шестерню), три сателита 5, вращающиеся на осях, неподвижно закрепленных в коробке 7/, барабан g с зубчатым венцом 6. Сателитовая коробка II состоит из двух половин: левая половина коробки при помощи зубцов и9 изготов¬ ленных по ее наружной поверхности и выполняющих роль зубчатой муфты, соединена с барабаном В\ на внутренней стороне правой поло¬ вины коробки II нареза зубчатый венец 9. Третий редуктор: центральная шестерня 7, закрепленная на сту¬ пице барабана £), наружная поверхность которого является тормозной шайбой, а внутренняя коническая поверхность с фрикционной обшивкой образует ведомую часть конусной муфты у\ три сателита 5, вращаю¬ щиеся на осях, неподвижно укрепленных в коробке 777, составляющей одно целое с ободом барабана g\ зубчатого венца 9, составляющего одно целое с коробкой II. Четвертый редуктор: центральная шестерня 10, выполненная на наружной поверхности ступицы барабана В; три сателита 77, вращающиеся на осях, укрепленных в коробке IV, жестко насаженной на ведущий вал О; барабан Е с зубчатым венцом 12. Переключение скоростей происходит при помощи перевода рычажка, расположенного под рулевым штурвалом и последующего нажатия и отпуска специальной педали („Мотор* № 1 за 1935 г., ст. Г. В. Зи- мелева). Первая скорость (рис. 17). Затягиваем тормоз X. Барабан В и зубчатый венец 3 останавливаются; сателиты 2, получая движение от цен¬ тральной шестерни 7, будут вращаться и перекатываться по шестерне 7 и венцу 3. Так как оси, на которых вращаются сателиты, укреплены, в коробке 7, то последняя также начнет вращаться и приведёт в дви¬ жение ведомый вал С. Вторая скорость (рис. 18). Вводим в действие первый и второй редукторы. Затормаживаем барабан g и останавливаем зубчатый венец 6. Вследствие вращения ведущей шестерни 4 и неподвижности зубчатого венца 6, сателиты 5 будут вращаться и перекатываться по шестерне 4 и венцу 6; одновременно будет вращаться коробка //, в которой укре¬ плены оси сателитов 5. Вместе с сателитовой коробкой II начнет вра¬ щаться зубчатый венец 3 и, следовательно, сателитовая коробка 7. Кроме того коробка 7 получает вращение при помощи первого редуктора / о® Третья скорость (рис. 19) осуществляется при помощи 1, 2 и 3 редукторов. Затормаживаем барабан D и останавливаем шестерню 7. Вращение сателитовой коробки II обусловливается возможностью вра¬ щения и перекатывания группы сателитов 8 по неподвижной централь¬ ной шестерне 7 и наличием жесткой связи между элементами второго и третьего редукторов; зубчатый венец 6 второго редуктора соединен с коро кой 777 третьего редуктора и зубчатый венец 9 третьего редук- 58
тора соединен с коробкой 11 второго редуктора. Такая связь делает движение сателитовой коробки II вполне определенным. Коробка / вместе с ведомым валом О приходит в движение вслед¬ ствие одновременного действия первого редуктора (шестерни 1—сате- литы 2—зубчатый венец 3) и вращения зубчатого венца 3, соеди¬ ненного с вращающейся сателитовой коробкой II. Рис. 17. Схема включе¬ ния первой скорости. Рис. 18. Схема включе¬ ния второй скорости. Рис. 19. Схема включе¬ ния третьей скорости. Прямая передача. Включаем конусную муфту V—VI. Конус VI насажен на шлицах на ведущий вал А. Конус V соединен с шестер¬ ней 7. Следовательно при включенном конусном сцеплении шестерня 7" и ведущий вал получают одинаковые числа оборотов. Весь механизм заклинивается; вся система вращается как одно целое и никакого отно¬ сительного движения между шестернями не имеется. Оба вала — ведо¬ мый О и ведущий А — будут иметь одинаковые обороты, равные обо¬ ротам вала двигателя. Для получения заднего хода (рис. 20) служат первый и четвертый редукторы, между звеньями которых существует жесткая связь: зубча¬ тый венец 3 первого редуктора соединен с ше¬ стерней 10 четвертого редуктора, а коробка / первого редуктора при помощи ведомого вала О соединена с коробкой IV четвертого редуктора. Для включения заднего хода необходимо затор¬ мозить барабан Е; зубчатый венец 12 останавли¬ вается. Жеёткая связь между элементами, нали¬ чие четвертого редуктора и неподвижность зуб¬ чатого венца 12 способствуют тому, что враще¬ ние ведущей шестерни / вызовет вращение и Рис. 20. Схема вклю- перекатывание группы сателитов 11 и сообщит ко- чения заднего хода, робкам IV и I определенное движение. Установим передаточные числа в коробке скоростей Вильсона при: ^і=18; г4=18; z7=15; г10=15; г2=12; z5=12; *8=12: zn=12; *з=42; г6з=42; гэ=39; г12=39. При определении передаточных соотношений по методу Согтаск'а удобно сделать неподвижным звеном сателитовую коробку // жестка соединенную со всеми составляющими редукторами.
Определим числа оборотов шестерен роту ведущего вала А. Первый редуктор (7—2—3): Пі — п1 *з »3 — ^1 7 / — з“ 1 При: п3 = пл = 0; пх = Второй редуктор (4—5—6): W4 Zîyj ^6 71g Иц ^4 7 1 ( ' Лб+ і ~ При: nnz=0; п4 = 1 об.; n6 = Третий редуктор (7—3—9): n"Kin _ 2 ïl% Tt щ 2 39 , ( 31 Я’ = -І5"’+)Т При: n9 = пГІ = 0; n{[[ = n6 = — /39 , \ л,=|115+1) ■- Четвертый редуктор (10—11—12)*. ^10 ^IV П12 — ПІѴ соответствующих одному обо- 42 7 "Ï8-“ 3’ т+1)^ 1 °6-; ”/=піоб- 42 7 — 18 = — ~3 ’ у + 1)'‘л- '9 = — 15 ’ ' ’■ 'В|м ^+1) '”т’ ' з й , 1 у об.; 3 54 "Ѵ=_“ а А ^12 39 м 3 Лю у 1 ПРИ'« п10 = і к 9 , /39 . \ 5П12 + ^15+ -П^- п3 6 > tlIV — tlj — J - ОО., „ _ 27 л П12~65о6'
Отметим на прямой линии (рис. 21) точку Р, соответствующую неподвижному звену механизма—рамке II и соединенной с ней звеньям» 9, 3 и 10. /Де/2 Ті Рис. 21. Отложим отрезки: р—А, соответствующий одному обороту ведущего вала А (шестерни / и 4). д з Р—1 = —- = —, пропорциональный оборотам коробки I (и со- 10 единенный с ней звеньями: ведомый вал О и коробка /V). 3 , пропорциональный оборотам зубчатого венца 6 nQ Р—ІІІ=~ (и коробке ///)• Р—7 = — = —пропорциональный оборотам шестерни 7. 35 27 Р—72 = —= që, пропорциональный оборотам зубчатого венца 12, Пл 95 Установим передаточные соотношения. Первая скорость. Зубчатый венец 3 неподвижен: п1_Р—А_ 1 10 10 ^~Р=7~з~з’;Я1-з Пі‘ 10 Вторая скорость. Зубчатый венец 6 неподвижен: 1 . і Пі__6—А 7~ 100 100 П, 6 , .3 “ 51 ; Пі' 7 10 Третья скорость. Шестерня 7 неподвижна: 54 Д_ 35+ 1 178 178 П/ ~~7~1 ~54 3 ~ ^29’’= 129" Пі' 35 10 62
Задний ход. Зубчатый венец 12 неподвижен: 'Ll п. 27 1 — ~ 65 '27__3_ ,65 10 76 76 “ 15’ Пі 15 п Коробка Норманвилля Аналогично коробке Вильсона планетарная передача Норманвилля (рис. 22), установленная на автомобилях Гумбера, состоит из ряда пла¬ нетарных комплектов. В целях облегчения кинематического анализа раз¬ ложим коробку на ряд составляющих редукторов. Первый редуктор: шестерня 7, закрепленная на ведущем валу Д; на осях, неподвижно укрепленных сателиты 2, свободно вращающиеся Рис. 22. Общая схема планетарной коробки передач типа Норманвилля. в сателитовой коробке 7; зубчатый венец 3, соединен¬ ный с ведомым валом В. Сателитовая коробка 1 за¬ тормаживается тормозом F. Второй редуктор: шестерня 4, насаженная на ступицу сателитовой короб¬ ки 77; сателиты 5, свобод¬ но вращающиеся на осях, укрепленных в сателитовой коробке /, и сцепляющиеся (паразитное соединение) с сателитами 2; зубчатый ве¬ нец 3. В качестве варианта вто¬ рого редуктора можно при- нять шестерни 5—4—2—7. Сателитовая коробка II затормаживается тормозом F. Третий редуктор: шестерня 6, насаженная на ведущий вал Д; сателиты 7, свободно вращающиеся на осях, укрепленных в сателитовой коробке 77; зубчатый венец 3, затормаживаемый тормозом D. Четвертый редуктор: шестерня 70, насаженная на продолжении ступицы, соединенной с наружным конусом L\ сателиты 9, свободно вра¬ щающиеся на осях, закрепленных в сателитовой коробке II и сцепляю¬ щиеся с сателитами 7; шестерни 6; конус L может быть остановлен при помощи тормоза g. Включение каждой скорости производится затормаживанием отдель¬ ных шестерен планетарных групп. Затягивание тормозных лент произво¬ дится гидравлическим путем. Первая скорость (рис. 23). Включаем тормоз Е. Шестерня 4 станавливается. Передача происходит при помощи первого (колеса 7-2-3) и второго (колеса 4-5-2-3) редукторов. 62
Вторая скорость (рис. 24). Включаем тор¬ моз D и останавливаем зуб¬ чатый венец 8. В передаче участвуют третий (колеса 6—7—5), второй (колеса 4—5—2—3) и первый (7—2—3) редукторы. Третья скорость (рис. 22). Затормаживаем наружный конус L и соеди¬ ненную с ним шестерню 10. В передаче участвуют че¬ твертый (колеса 6—7— 9—10), второй (4—5— 2—3) и первый (7—2—3) редукторы. Прямая передача (рис. 22). Включаем конус¬ ную муфту L — М. Числа оборотов шестерни 6, на¬ саженной на вал А и 10, соединенной с конусной муф¬ той L, будут одинаковы (^6 =^ю = пд)- Следовательно в четвер- томредукторе (6—7—9—10) относительного вращения шестерен не будет происхо¬ дить, и рамка // будет вра¬ щаться с угловой скоростью, равной угловой скорости ведущего вала А. Во вто¬ ром (4—5—2—3) и пер¬ вом (7—2—3) редукторах шестерня 4, соединенная с рамкой //, и шестерня 7, насаженная на вал А, вра¬ щаются с одинаковой угло¬ вой скоростью и, следова¬ тельно, относительного вра¬ щения шестерен в обоих редукторах не будет проис¬ ходить, и число оборотов зубчатого венца 3, соеди¬ ненного с ведомым валом В, будет равно числу оборотов ведущего вала А. Рис. 23. Схема включения первой скорости. Рис. 24. Схема включения второй скорости. Рис. 25. Схема включения заднего хода 63
Задний ход (рис. 25). Включаем тормоз F. Рамка (сателитовая коробка) 7 останавливается. Передача происходит при помощи первого редуктора превращающегося в< возвратный зубчатый ряд. Исследуем кинематические соотношения в коробке Норманвилля при следующих шестернях: Zi = 18; z3 = 66; Z3 = 18; zi = ^ Z2 = 24; = 24; г6 = ,24; z8 = 84; £1,-18. Превратим в стойку рамку (сателитовую коробку) II и вычислим числа оборотов колес механизма при одном обороте ведущего вала Д. Составим уравнения Виллиса для первого и второго редукторов. Первый редуктор (7—2—3): ni —z3 66 _ 11 ————— — ——— - '* —— I - ■ — п3 — rij zi 18 3 При: пл = пя = 0; = 1 об. 3 3 Получим: п8 = — об.; = — об. Второй редуктор (4—5—2—3): Для третьего редуктора (6—7—3): Пв_ _Zq__24 ___2_ ^6 18 7 При: и6 = 1 об.; 2 , у* Об Для четвертого редуктора (6—7—9—10): пгп __ 24 _ _ 4 л6 Зю 18— 3' При пй = 1 об., получим п10 = — об. 3 Отметим на прямой линии (рис. 26) точку Р, соответствующую неподвижному звену механизма — рамке // и шестерне 4. Отложим отрезки : Р пропорциональный числу оборотов ведущего вала А (и ше¬ стерен 1 и 6). з Р В YÏ’ пропорциональный числу оборотов ведомого вала В (и зубчатого венца 3). 64
пропорциональный числу оборотов рамки пропорциональный числу оборотов зубчатого венца 8. Р—10 ~ —, пропорциональный числу оборотов шестерни 10. о Вычислим передаточные соотношения. Рис. 26. Первая скорость. Шестерня 4 неподвижна: „ pZZâ 1 11 11 11" = -4-=-г; «г- Т «з; пА == т Пв. пя р—в 3_ з 3 à 8 11 Вторая скорость. Зубчатый венец 8 неподвижен: -2-4-1 «1 Я—Д 7 ' _99 _99 _99 /73 ~ ~8-в ~ ± . _з_ “ 43І Л1 ~43 ,? Па ~43 Пв' 7 11 Третья скорость. Шестерня 10 неподвижна: Z_+1 гаі_ J°—А _ 3 11. __77 „ „ 77 пч~~ ГО~В “4 ! 3 55’ Пі~ 53 Лз’ пл-~53пв- 3^11 Задний ход. Рамка (сателитовая коробка) 1 неподвижна: Приведенные примеры наглядно иллюстрируют метод применения построения Cortnack’a для определения кинематических соотношений в планетарных редукторах. Использование приведенного метода позво¬ ляет довольно легко охватить сложное взаимодействие отдельных звеньев механизма. Равным образом, задавшись передаточными соотношениями на различных скоростях, возможно применить построение Cormack’a Для определения размеров шестерен в проектируемой коробке передач * 5 Автомобв іьиый мотор. 65
Инж.-мех. А. М. ЛАВРЕНТЬЕВ РАСЧЕТ МАХОВИКА АВТОМОБИЛЬНОГО ДВИГАТЕЛЯ Маховик двигателя играет роль аккумулятора энергии, сглаживая неравномерность хода двигателя и если последний одноцилиндровый, переводит кривошипный механизм через мертвые точки. Современный автомобильный двигатель достаточно хорошо работает без маховика и наличие очень небольшого маховика дает удовлетвори¬ тельную для автомобиля равномерность хода. Какова роль маховика на автомобильном двигателе. Рене Девилльер в своей книге „Легкие двигатели внутреннего сго¬ рания “ (том I, стр. 28, изд. 1929 г.) пишет: „следует не упускать из виду двойную роль маховика, обеспечивающего: 1) равномерность движения при первой скорости, 2) равномерность передаваемых усилий на механизм автомобиля. Размеры маховика автомобильного мотора подбирают часто практи¬ ческим путем. Расположение сцепления внутри маховика определяет его диаметр в соответствии с мощностью моторам. Роль маховика двигателя на автомобиле не ограничивается этими двумя функциями, более того, эти функции не являются основными. Основной задачей маховика, определяющей его размеры, является не выполнение перечисленных у Девилльера функций, а трогание ма¬ шины с места. Наличие маховика с достаточным моментом инерции позволяет после включения сцепления использовать накопленную в нем кинети¬ ческую энергию для придания автомобилю ускорения при трогании с места. В случае отсутствия маховика процесс трогания был бы чрез¬ вычайно усложнен, так как малейшее замедление в открытии дроссель¬ ной заслонки, при трогании автомобиля, привело бы к остановке двигателя. Нам пришлось встретиться с расчетом маховика на трогание с места автомобиля лишь в книге профессора А. В. Клименко.— „Проектирование быстроходных двигателей автомобильного типа", стр. 97, изд. 1930 г. Приведенная в этой книге формула служит для проверки маховика на трогание автомобиля с места и выведена в столь грубых предполо¬ жениях, что ее можно считать даже практически неверной. Основная погрешность этой формулы заключается в том, что при выводе ее не была учтена потеря энергии на трение в сцеплении автомобиля. Формула выведена из расчета, что маховик своей накопленной до момента трогания энергией тронет автомобиль с места и доведет его до такой скорости, когда двигатель при открытом газе способен дать автомобилю дальнейшее ускорение. 66
Ниже мы излагаем соображения, которые приведут нас как к расчет¬ ов так и к поверочной формуле веса маховика автомобильного дви¬ гателя с учетом потерь на трение в муфте сцепления, а также потерь на сопротивление качению и потерь на сопротивление подъему, так как последние будут не малыми при плохой дорожной одежде и боль¬ шем подъеме. Расчет маховика на трогание автомобиля с места является решающим, так как удовлетворяющий этому требованию маховик дает довольно высокую степень равномерности хода при четырех- и шестицилиндровых двигателях. Будем считать, что трогание с места происходит только за счет кинетической энергии маховика, накопленной до момента тро¬ гания. В период трогания двигатель не будет брать а также и не будет отдавать ее маховику, так двигателю несколько после включения сцепления. Во время трогания автомобиля с места будем две системы: систему вращающегося маховика и энергии от маховика, как водитель дает газ рассматривать в нем систему самого авто¬ мобиля, первоначально находя¬ щегося в покое. Когда система маховика двигателя соединена жестко с ведущими колесами автомо¬ биля имеется некоторый низ¬ ший предел числа оборотов двигателя, после перехода че¬ Рис. 1. рез который, в сторону умень¬ шения, двигатель не в состоянии дать автомобилю ускорение. Обозна¬ чим это наименьшее число оборотов двигателя через При трогании автомобиля, перед тем как соединить первую систему со второй водитель повышает число оборотов двигателя до п0, после чего и включает сцепление. За этим следует проскальзывание дисков сцепления, следствием чего является понижение числа оборотов первой системы и повышение числа оборотов второй системы, т. е. автомо¬ билю сообщается ускорение. Буксование сцепления продолжается некоторый промежуток времени t, по истечении которого числа оборотов первой и второй систем срав¬ няются. В это время и следует давать газ двигателю, который даст дальнейшее ускорение автомобилю. Промежуток же времени tx нужно считать временем трогания автомобиля, а число оборотов двигателя в конце этого промежутка времени не должно быть меньше Число оборотов двигателя в начале трогания, обозначенное нами через п0, очевидно, должно превышать птіп тем больше, чем больше нагрузка автомобиля и чем больше подъем, на котором происходит трогание. Мы будем считать, что при трогании сцепление включается мгно¬ венно и момент трения в муфте сцепления будет постоянным. мяѵГа РИС' 1 ц”Фр°й / отмечена первая система, система вращающегося аховика, а цифрой II—система автомобиля. 5*
Через œ (t) обозначена угловая скорость маховика двигателя в момент времени; /И —максимальный момент трения в сцеплении; с ш —угловая скорость маховика в начале трогания; ш —угловая скорость маховика по окончании буксования сцепле¬ ния. Сопротивление качению принимаем постоянным и равным jGa> Сопротивление подъема Ga • sin аф Напишем уравнение движения для первой системы, обозначая через 1 j—момент инерции маховика и пользуясь принятыми выше обозна¬ чениями. Момент количества движения для маховика двигателя будет: (1) По закону моментов движения можно написать: ,ѵ j следовательно d Мг Интегрируя это уравнение, получим: Мг <*({) = —(2) Определяем постоянную с по начальному условию при Z = 0, ш — о0, следовательно с — <а>0, тогда: М = —у. (3) ТакихМ образом движение будет равномерно замедленным. Теперь обратимся ко второй системе, т. е. к системе автомобиля, и напишем для лее уравнение движения. Угловая скорость вращения ведущего колеса через передаточные числа в диференциале и в коробке скоростей связана с угловой ско¬ ростью ведомых дисков сцепления. Обозначив общее передаточное число через г, напишем: где угловая скорость вращения ведущего колеса автомобиля. Скорость автомобиля можно написать так: 68
где: DK— диаметр ведущего колеса, а ѵа — скорость автомобиля. Сделаем подстановку, тогда: Ѵа Ю = В момент трогания тяга будет трения в муфте сцепления: М =Р с о>1 (t) DK ~2Т (О обусловливаться 2* Ѵа’ величиной момента где: Р—тяга автомобиля, а —коэфициент полезного действия транс¬ миссии. Отсюда: п _ 2 . Л1с • і . r)a DK • Можем написать уравнения движения второй системы в следующем виде: Л,«й^т=₽_о«(/+зіпа)' где: М— масса автомобиля, а Ga — вес автомобиля, f—коэфициент трения качения, а — угол подъема. Отсюда напишем: z ,ч 2 . Af - і • g • in £Г:а-- ?(/+’>“’)• к а где g — ускорение силы тяжести. Интегрируя написанное уравнение, получим: ч, № = 2 • Ч • І g- Va D G S к a Находим постоянную с по начальному условию, т. е. при t = 0 к скорость автомобиля равна нулю, следовательно и с — О. Тогда получим, что Ѵа (0 = 2 . М . і -g .т) --£(/+sin a) t *~к a (5) Движение автомобиля будет равномерно ускоренным. В формуле (5) выражение в квадратных скобках есть ускорение автомобиля, следовательно для того, чтобы автомобиль тронулся не¬ обходимо: J ’ 2 ^c-i-g Va . D~G g (/+ Sin а) > 0. л* а 69
тсюда находим необходимое условие для момента трения при дви- I женин автомобиля, т. е. DKGa(f+sin а) Угловую скорость ния (4): ведомых дисков сцепления определим из уравне- щ (0=Ѵа (О (6) Подставляя в это выражение значение ѵа (t) формулы (5) получим: Г4 • Z2 • Мс • g • т] ші (О — п а (7) Все наши рассуждения верны только до момента времени tlf соот- ветствующего концу буксования сцепления, когда наступает равенство между числом оборотов первой системы и числом оборотов второй си¬ стемы, т. е. cDj (t) = w (і) [формулы (3) и (7)]. Приравнивая их, получим: М w0- г L = 2ig\2.iMciia (7а) ^1 — м с а к °0 2ig\21 Мс тіа к l а к J Найдем скорость автомобиля в конце периода трогания, т. е. по прекращении буксовки в сцеплении, для этого в формулу (5) подставим значение и, сделав преобразование, получим: м, D, G, D. + J • g [2 IM,- D,G„(/+ sin «)] Угловая скорость маховика в конце периода трогания <о . 1 DK Ga (/+ sin g) <0 - min J_ ^Ga(/+sin^T ° 2ІМсГІа ■ли, переходя к оборотам, получим: 1 DKGa(/+sin а) п 2 1- D«^(/+sina) . П° 2 •z • -Ч % 4 •iS ■J • g • (9) (10) (И) к а к а К 1 ■ t (8) j
И если заменить момент инерции маховика через: G D 2 J м м~ 4. g получим: DKGa(f+sïno± 2 • І ■ Мс ■ Т]а п (12) Птіп— ^j7e(/_|_Sina) / DK \a !Ga \ 1 0 1-" 2.І.Мс^а +\DM) \Gj Это есть полная проверочная формула для маховика автомобильного двигателя. Если же пренебречь сопротивлением качения и сопротивлением подъ¬ ема и приравнять их нулю, то получится менее точная, но более простая проверочная формула, которая будет иметь вид: 1 9 (13) где: О — вес обода маховика, а GM—диаметр маховика. Чтобы вывести расчетную формулу для момента инерции маховика, обратимся к формуле (11) и решим ее относительно J. Тогда после преобразования получим: Мс Птіп [4 ■ Л4С ■ Іа ■ g Г)а L Ga 2i ■ g -g—(/4-sin a) К - nmJ (И) Это и есть полная расчетная формула для расчета маховика авто¬ мобильного двигателя. Если в этой формуле пренебречь сопротивлением качению и подъему, т. е. считать их равными нулю, получим менее точную, но более удоб¬ ную для подсчета формулу. При (/sin a) = 0 будет: J > D«g °* 4. g. тіа(п0 — птіп) • Как (14), так и (15) формулы дают возможность двигателя у вновь проектируемого автомобиля п. И ■одбирать маховик практическим путем, как это льер, нет. (15) определить маховик никакой надобности пишет Рене Девил- Рассчитанный по пень равномерности тырех цилиндров. этим формулам маховик даст довольно высокую сте- хода двигателя, если последний имеет не менее че- 71
В приведенных выше формулах везде фигурирует п0 и пт1п. И то и другое является числом оборотов маховика, первое до начала трогания, второе — в конце трогания. Для автомобиля, имеющего четырех- и даже шестицилиндровый двигатель птіп = 500 оборотов в мин. Для автомобилей, имеющих двигатели с большим числом цилиндров, Птіп можно взять несколько меньше. Число оборотов По колеблется в довольно широких пределах, при¬ мерно от 0,35 до 0,55 от нормального числа оборотов двигателя, и за¬ висит от степени загруженности автомобиля и условий, в которых он находится. Ленинград.
Инж. С. A. ЛАПТЕВ (HATH) СОВРЕМЕННЫЕ ЛЕГКОВЫЕ АВТОМОБИЛИ США Изучение материалов, характеризующих современное состояние американского автомобилестроения и динамику его развития, представ¬ ляет значительный интерес как с точки зрения выявления основных тенденций, так и в части ознакомления с достижениями в конструкции автомобиля в целом и отдельных агрегатов. В настоящей статье приводятся систематизированные данные по легковым автомобилям моделей 1936 года с кратким анализом основных конструктивных моментов1. В 1936 г. мировой автомобильный парк достиг наивысшего в истории уровня и составляет (округленно) 37 275 000 машин. Из табл. 1 можно видеть, как эта цифра подразделяется по типам машин и по географи¬ ческому распределению, Таблица 1 Страны света Легковые автомобили Грузовики Автобусы Мотоциклы Всего Америка 1 (без США) . 1532353 366106 20225 17263 1926231 Африка . . . 370584 81270 3597 54940 458911 Азия . . . . . 365119 140580 75960 91640 590935 Европа .... 5295328 1826552 134373 1990391 7257099 Океания . . . 664374 208841 1166 99301 874981 Итого без США 8227758 2623349 235321 2253535 11108157 США..... 22589660 3511061 66386 95633 1 26167107 Общий- итог в 1935 г. . . . 30817418 6134410 301707 2349168 37275264 Общим итог в 1934 г. . . . 29158292 5726526 259635 2305357 35196099 Типичным для США является колоссальное распространение легко- вых автомобилей, парк которых составляет 73,30/л от легкового авто- парка всего мира. » V Джо'р Z’”"" °”"01"” "“W'. М»“Р » Ѳтомобиль ТрэНд
Таблица 2 Относительное количество грузо¬ вых автомобилей (в основном не- Количество большого тоннажа, от полутонок на Название штатов челов. на 1 автомобиль шасси легковых автомобилей до 15—2,0-тонных грузовиков) значи¬ тельно меньше: 57,2°/q грузового Невада Калифорния .... Вайоминг Орегон Небраска Канзас Вашингтон Айова . Миннесота Монтана 2,71 2,91 3,30 3,33 3,41 3,44 3,54 3,56 3,58 3,59 автопарка мира. Масштабы распространения авто¬ бусов и мотоциклов еще меньше (22°/0 и 4°/0). Если подсчитать количество лю¬ дей, приходящихся на один мотор¬ ный экипаж, в наиболее „автомо- билизированных" штатах, получим такие цифры для 1935 г. (табл. 2). В большинстве остальных штатов на 1 автомобиль приходится 4-5 жителей, и лишь в 7-8 штатах—от 7 до 11 человек. В среднем для США будем иметь (табл. 3): Таблица 3 Гап м Количество легко- Общее количество Количество чел. 1 иды вых автомобилей автомобилей на 1 автомобиль 1895 4 4 1900 8000 8000 ■ ■ 1 1905 77400 78000 - 1910 458500 468500 1915 2309666 2445666 1920 8225859 9231941 1925 17496420 19937274 6,33 1930 23183241 26657072 1931 1 ЛОЛ 22567381 25993896 4,75 1932 21139092 24341822 5,16 1933 < ЛП J 20557493 23849932 5,30 1934 1 пос 21535199 24881467 5,10 1935 22589660 26167107 4,79 производства автомобилей (всех Цифры, показывающие динамику типов), приведены в табл. 4. Таблица 4 Наименование стран 1925 г. 1927 г. 1929 г. 1932 г. 1935 г. США Канала 4265830 3401326 5358414 1370678 4009496 Европа Мировое производство . . 161970 460678 4888478 179054 578201 4158581 263295 650000 6271709 60816 545469 1976963 176995 ~ 975000 ~ 5157491 Производство легковых автомобиле;; надой) дано в табл. 5. 74 годам в США (вместе с Ка- *
Таблица 5 Годы Выпуск автомобилей Годы Выпуск 1 автомобилей 1912 1913 1914 1915 1916 356000 1 461500 543679 895930 1525578 1924 . 1925 . 1926 . 1927 . 1928 . • • • ♦ • • л • • • * • - • ******* ******* 1 I I 3303646 3870744 3948843 3083360 4012158 1917 1745792 1929 . • * * • • Я • 4794898 1918 943436 1930 . • ■••••* 2910187 1919 1657652 1931 . і j 2038183 1920 1905560 1932 . 1186209 1921 1518061 1933 . 1627367 1922 2369089 1934 . • ••••** 2270566 1923 3753945 1 1935 . *••*•* * 3425578 Из таблицы ясно виден скачкообразный характер кривой производ¬ ства, что объясняется влиянием различных факторов конъюнктуры и периодическими кризисами. Рассмотрим далее, каким образом автомобильная продукция США подразделяется по фирмам и маркам автомобилей. Наиболее крупными производителями являются Компании Крайслер, Форд и Дженерал Моторе. Другие компании и отдельные фирмы играют несравненно меньшую роль. В табл. 6 приводится количество проданных автомобилей конкури¬ рующих объединений за время с 1929 по 1935 г. включительно. Таблица 6 Годы Количество автомобилей Процент Дженерал Моторе Форд Крайслер Прочие Дженерал Моторе С-. О ■ѳ* Крайслер Прочие 1929 1930 1931 1932 1933 1934 1935 1271129 905427 825437 454739 646556 752375 1052297 1316286 1059453 532047 262106 313225 532589 828889 344874 224581 228459 191364 385666 432195 629243 947917 436518 322198 98190 148347 171398 233479 32,75 34,48 43,26 41,48 43.28 39.84 38,35 33,92 40,34 27,88 23,91 20,97 28,20 30,21 8,89 8,55 11,97 17,45 25,82 22,89 22,93 24,44 16,63 16,89 17,16 9,93 9,07 8,51 „п„Более полробі,° динамика производства автомобилей наиболее рас¬ пространи,иых марок за последние годы представлена в табл 7 75
Таблица 7 Марка автомобиля 1929 г. 1930 г. 1931 г. 1932 г. '1933 г. 1934 г. 1935 г. Оберн 17850 11270 29536 11646 5036 5536 5163 Бюик 172307 122656 90873 49708 43809 63067 87635 Кадиллак .... 14936 12078 11136 6269 3903 4899 6692 Шевроле .... 780011 618884 583429 322860 474493 534°06 656698 Крайслер .... 84518 60908 52650 26016 28677 28052 40536 Де-Сото 59614 35267 28430 25311 21260 11447 26952 Додж 115773 64106 53090 28111 86062 90139 178770 Форд 1310135 1055097 528581 258927 311113 530528 826519 Г рехэм 60487 30140 19209 12858 10128 12887 15965 Хэдсон ..... 62692 30466 19189 8641 2946 19307 21587 Хэмпобил .... 44337 24307 17427 10794 6426 6566 7450 Лафайетт .... — — — — 9301 17445 Ла-Саль ..... тт 20290 11262 6883 3848 3709 5182 11775 Линкольн .... W I 6151 4356 3466 3179 2112 2061 2370 пэш 105146 51086 39366 20233 11353 14315 17739 Олдсмобил .... п 73483 50510 46983 24128 35295 71676 149375 Паккард 44634 28318 16256 11058 9081 6552 37653 Пирс cJppoy . . . 8386 6795 4522 2692 2152 1740 875 Плимут 84969 64301 94289 111926 249667 302557 382985 Понтиак .... D «• — 158272 68389 73148 47926 85348 72645 140122 гИО 17319 11450 6762 3870 3623 3854 3894 Студебекер . . . 82839 56526 46533 25002 21688 41560 39573 Іерраплан .... 191331 63338 42545 28778 35831 40510 53838 Выпуск наиболее массовых марок автомобилей (в процентах от об¬ щего выпуска) распределялся так (табл. 8): . Таблица 8 se о Процент от общего выпуска Фирма (марка) - - _ . Пор: мест 1935 г. 1933 г. 1930 г. 1927 г. 1925 г. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Форд Шевроле ..... Плимут Додж Олдсмобил . . . . Понтиак Біоик 1 Терраплан Крайслер Студебекер . . . . Плккард 1 Де-Сото ...... • 30,12 23,93 13,96 6,52 5,44 5,11 3,19 1,96 1,48 1,44 1,37 0,98 20,83 31,77 16,71 5,76 2,36 5,71 2,с3 2,40 1,92 1,45 0,61 1,42 40,18 23,57 2,45 2,44 1,92 2,60 4,67 241 3,32 2,15 1,08 1,34 15,0 24,8 4,7 1,9 4,3 8,9 5,8 3,3 1,2 42,9 11,5 5,6 1,1 В 5,5 3,5 3,6 0,8 Характерным для американского совый дешевый легковой автомобиль играют значительно меньшую роль. автомоби • Дороп лестроен іе и ере/] ия являе шей цені гея мас- ы марки 76
По условиям массовости производства и унифицированности, вернее большого подобия, сходства по основным конструктивным признакам, американские автомобили в отличие от европейских могут быть сравни¬ ваемы по цене. Цена более или менее точно отражает качества автомо¬ биля и является в некоторой степени пропорциональной комплексу таких параметров, как размеры автомобиля, мощность и число цилин¬ дров мотора, качество кузова и отделки, комфортабельности и т. д. В табл. 9 приводятся цифры производства автомобилей (США с Канадой) по классам стоимости. Таблица 9 Цены (доллары) Ш т у к и 1 Проценты 1932 г. 1933 г. 1934 г. 1935 г. 1932 г. 1933 г. 1934 г. 1935 г. Ниже 500 . . . 794188 1316447 147С032 1999451 66,95 80,89 64,74 55,37 От 501 до 750 . 760831 237099 689314 1273141 22,00 14,57 30,36 37,17 761-1000 . . 74610 32610 66223 108517 6,29 2,00 2,92 3,17 1001—1500 . . 36670 20125 27576 28232 3,09 1,24 1,21 0,82 1501-2000 . . 8699 10409 8391 8716 0,73 0,64 0,37 0.25 2001—3000 . . 8679 8725 6879 5413 0,73 0,54 0,30 0,16 3001 и выше . 2532 1952 2151 2108 0,21 і 0,12 0,10 0,06 Как видно из таблицы, первые две группы охватывают около 95°/а общего количества. Заметен рост второй группы за счет первой. Это объясняется повышением качества дешевых автомобилей, вследствие чего цены их располагаются у верхнего предела интервала и при поста¬ новке, например, более дорогих типов кузовов или добавочного обо¬ рудования, формально переходят в следующий класс (от 501 до 750 долл.), изменяя процентное соотношение групп без изменения суще¬ ства дела. В борьбе за рынок, большинство фирм конкурирует одновременно в нескольких классах, выпуская соответствующее количество моделей, различающихся между собой мощностью, базой, подшиновкой и т. д. и, конечно, ценой. Наиболее крупные объединения выпускают „специализирован¬ ные" марки в каждом классе. Например, Дженерал Моторе в высшем классе дает Кадиллак, в среднем (грубо подразделяя) — Бюик и Олдс- мобил, в дешевом — Шевроле и Понтиак. В свою очередь, как выше упоминалось, каждая из этих фирм дает более мелкую градацию по состояло5 27K°ÜnûeCTBO Мар0К (ПО с?:циФикации Отомотив Индустрис) составляло 27, при числе моделей 57. Таким образом в спеднем на каждую марку приходилось две модели. Из этого числа десять маоок "" автомобильной „ро.,ь.шле„„„сти , СШ’А в03ник°“ 77
количество фирм, которые затем, при возросшей конкуренции, прекра- щали свое существование. Динамика изменения числа марок автомобилей и числа моделей за время с 1925 по 1936 г. представлена в табл. 10. Табл иц а 10 Годы Число марок Число моделей | 1925 63 ПО 1929 46 96 1932 35 74 1933 33 72 1934 31 64 1935 27 57 1936 27 57 ! Примечание Прекращен выпуск Дево, Дюрант, Пирлесс Прекращен выпуск Дюпон, Корд Прекращен выпуск Континенталь, Кэннингем, Франк¬ лин, Мармон Прекращен Стутц, вновь выпускается Корд Остин в спецификации сохранен, но выпуска в 1935 г. было не Обратимся теперь к рассмотрению конструктивных характеристик автомобилей, в основном моделей 1936 г. Для возможности сравнения машин между собой и получения обобщений и выводов берем по специ¬ фикации (Отомотив Индустрис) 1936 г. 50 моделей из общего числа 57, исключив из рассмотрения автомобили не типичные для массовых американских марок (Остин, Дюзенберг, Виллис) и некоторые модели добавочные, отличающиеся от основных лишь весьма незначительно (например, длиной базы, подшиновкой или оборудованием). Выбранные модели подразделяем на классы или группы, причем отмечаем, что такое деление является довольно условным, но удобным для дальнейшей обработки спецификационных данных. Разбивка на группы возможна, вообще говоря, по ряду признаков, как-то: по цене, по литражу, по мощности мотора. Иногда практикуется подразделение по комплексу признаков на автомобили высшего, среднего и дешевого класса и т. д. Наиболее подходящей для рассмотрения и сопоставления автомоби¬ лей является разбивка по комплексу признаков, однако трех упомяну¬ тых классов для сколько-нибудь подробного анализа оказывается недо¬ статочным. Поэтому мы провели разбивку на пять классов, присвоив им услов¬ ные наименования: дешевый, полусредний, средний, повышенный и выс¬ ший. При этом в качестве основного критерия для отнесения автомо¬ биля в тот или иной класс, служили такие параметры, как: база, лит¬ раж, мощность и число цилиндров мотора, размер шин и лишь отчасти— вес и цена машины. Некоторые автомобили по сумме качеств могли бы быть отнесены в любой из двух соседних классов. В этом случае, очевидно, решение носит несколько условный характер, но в конце концов избежать этого невозможно. 78
Таблица 11 д в е с к а Тормоза (тип) Вес седана, кг Вес на 1 л. с. 1 Цена (доллары) длина перед¬ них рессор длина задних рессор предельная седан 913 1245 Гидравл. 1 1260 1 15,95 1 1 495- 600 1 575 913 1370 » 1394 17,64 560- 665 640 965 1362 и 1327 15,25 640- 760 735 1028 1180 Механическ. 1298 14,43 510— 580 580 965 1282 Гидравл. 1242 17,76 635— 687 665 990 1370 1489 17,52 765— 825 795 1092 1370 » 1339 16,12 595- 740 675 1092 1370 1348 14,97 665- 765 740 965 1362 1280 15,61 580- 725 660 914 1370 1 1475 18,42 615- 760 720 952 1370 » 1416 15,72 665— 775 755 838 1320 Гидр.-мех. 1276 14,50 650- 740 720 965 1384 Гидравл. 1489 17,50 745— 995 795 — 1384 » 1525 16,40 765- 905 885 — 1362 99 1427 15,35 760- 875 875 —• 1362 « 1412 15,2 695- 865 810 1105/1109 1396 » 1584 1 15,84 1095 1095 990 1370 1407 12,56 865— 925 895 838 1320 Гидр.-мех. 1308 ! 14,06 710- 825 785 1067 1370 Гидравл. 1362 13,50 795— 890 855 1117 1384 • 1668 18,52 835- 885 885 1384 • 1434 15,94| 665- 820 795 1 .1^ 1370 1557 17,901 732- 865 815 990 1370 » 1453 16,15 795- 895 845 1067 1440 в 1625 14,13 995-1595 1095 —. — 1415 • 1716 14,30 1035-1135 1090 1362 1519 14,46 925—1045 1045 1128/1117 1425 V 1738 15,11 1345—1345 1345 838 1320 Гидр.-мех. 1412 12,50 760 - 880 855 1099 1422 Гидравл. 1605 13,38 995-1045 1035 ■ 1378 V 1650 15,72 1175—1255 1225 1028 1180 Механическ. 1544 14,04 1275-1320 1320 1117 1384 1384 Гидравл. „ 1 1702 1534 16,70 15,34 995— 995 810- 935 995 935 1370 • 1605 13,40 990-1110 1075 1219 1422 » 1637 14,23 965-1066 1045 1067 1441 1499 /Я 1777 11,85 1445—2245 1695-1945 1545 1695 ■— 1378 1807 14,46 1645-1695 1695 1128/1117 1444 м 1815 13,97 1475-1475 1475 870 1383 * 1589 12,70 1995—2185 1995 1067 1536 Серво 2186 16,83 2385-3400 2380 —— 1570 Гидравл. 2181 16,16 2645-4445 2645 1570 9 2302 15,35 3345-5145 3345 ■ ■— 1676 Серво 2724 14,73 7450-7950 7450 1067 1575 * 2563 17,11 4600-6800 5700 1067 1536 V 2315 15,43 2880—4010 3170 1067 1536 и 2699 15,43 4285—5050 5050 1117 1625 — —— 3195-5290 3195 1117 1625 і . — — 4795-4995 4795
s количество фирм, которые затем, при возросшей конкуренции, прекра¬ щали свое существование. Динамика изменения числа марок автомобилей и числа моделей за время с 1925 по 1936 г. представлена в табл. 10. Таблица 10 Годы 1 1 Число марок Число моделей Примечание 1925 63 ПО — 1929 46 96 — 1932 35 74 — 1933 33 72 Прекращен выпуск Дево, Дюрант, Пирлесс 1934 31 64 Прекращен выпуск Дюпон, Корд 1935 27 57 Прекращен выпуск Континенталь, Кэннингем, Франк¬ лин, Мармон Прекращен Стутц, вновь выпускается Коря Остин в спецификации сохранен, но выпуска в 1935 г. не было 1936 27 1 1 1 57 1 Обратимся теперь к рассмотрению конструктивных характеристик автомобилей, в основном моделей 1936 г. Для возможности сравнения машин между собой и получения обобщений и выводов берем по специ¬ фикации (Отомотив Индустрис) 1936 г. 50 моделей из общего числа 57, исключив из рассмотрения автомобили не типичные для массовых американских марок (Остин, Дюзенберг, Виллис) и некоторые модели добавочные, отличающиеся от основных лишь весьма незначительно (например, длиной базы, подшиновкой или оборудованием). Выбранные модели подразделяем на классы или группы, причем отмечаем, что такое деление является довольно условным, но удобным для дальнейшей обработки спецификационных данных. Разбивка на группы возможна, вообще говоря, по ряду признаков, как-то: по цене, по литражу, по мощности мотора. Иногда практикуется подразделение по комплексу признаков на автомооили высшего, среднего и дешевого класса и т. д. Наиболее подходящей для рассмотрения и сопоставления автомоби¬ лей является разбивка по комплексу признаков, однако трех упомяну¬ тых классов для сколько-нибудь подробного анализа оказывается недо¬ статочным. Поэтому мы провели разбивку на пять классов, присвоив им услов¬ ные наименования: дешевый, полусредний, средний, повышенный и выс¬ ший. При этом в качестве основного критерия для отнесения автомо¬ биля в тот или иной класс, служили такие параметры, как: база, лит¬ раж, мощность и число цилиндров мотора, размер шин и лишь отчасти вес и цена машины. Некоторые автомобили по сумме качеств могли бы быть отнесены в любой из двух соседних классов. В этом случае, очевидно, решение носит несколько условный характер, но в конце концов избежать этого невозможно. 78
Таблица 11 д в е с к а Тормоза «О Я «О К со . Цена (доллары) (длина перед 1 них рессор длина задних рессор (тип) 1 _ Вес с кг Вес н 1 л. с предельна! 1 седан 913 I 1245 Гидравл. 1260 ! 15.9І 5І 495— 600 575 913 1370 V 1394 17,6' 1 560— 665 640 965 1362 п 1327 1 15,2‘ > 640- 760 735 1028 П80 Механическ . 1298 1 14,4; 1 510— 580 580 965 1282 Гидравл. 1242 1 17,7і > 635— 687 665 990 1370 » 1489 1 17,52 ! 765— 825 795 1092 1370 » 1 1339 1 16,12 595- 740 675 1092 1370 і* ! 1348 ! 14,97 665- 765 740 965 1362 » I 1280 15,61 580- 725 660 914 1370 »» 1 1475 1 18,42 615— 760 720 952 1370 » I 1416 1 15,72 665— 775 755 838 1320 Гидр.-мех. ! 1276 14,50 650— 740 720 965 1384 Гидравл. 1489 17,50 ! 745— 995 795 — 1384 « ! 1525 16,40 765- 905 885 1 1362 »> ! 1427 15,35 760- 875 875 — 1362 ■ 1412 15,2 695- 865 810 1105/1109 1396 » 1584 15,84 1095 1095 990 1370 » 1407 12,56 865— 925 895 838 1320 Гидр.-мех. 1308 14,06. 710- 825 785 1067 1370 Гидравл. 1362 13,50 795- 890 855 1117 1384 » 1668 18,52 835- 885 885 1384 1434 15,94 665- 820 795 — і 1370 » 1557 17,90 732- 865 815 990 1370 1453 16,15 795- 895 845 1 1067 1440 ■ 1625 14,13 995-1595 1095 ! —— 1415 і 1716 і 14,30 1035-1135 1090 1 і — 1362 If 1519 1 14,46 925—1045 1045 1128/1117 1425 V 1738 і 15,11 1345-1345 1345 838 1320 і Гидр.-мех. J 1412 I 12,50 760- 880 855 1099 1422 Гидравл. 1605 1 13,38 995-1045 1035 1378 * 1650 15,72 1175—1255 1225 1028 1180 Механическ.і 1544 14,04 1275-1320 1320 1117 1384 Гидравл. 1702 16,70 995— 995 995 — 1384 »> 1534 15,34 810- 935 935 1 ■ *1 A 1370 » 1605 13,40 990-1110 1075 ! 1219 1422 » 1637 14,23 965-1066 1045 1067 1441 і 1499 1 О **7 0 » ! 1777 11,85 1445—2245 1695-1945 1545 1695 1 1128/Ш7 870 1067 1378 1444 1383 1536 • і W 1 Серво 1807 1815 1589 2186 14,46 13,97 12,70 16,83 1645—1695 1475—1475 1995—2185 2385-3400 1695 1475 1995 2380 1067 1570 1570 1676 1575 Гидравл. Серво 2181 2302 2724 16,16 15,35 14,73 2645—4445 3345-5145 7450-7950 2645 3345 7450 1067 1067 1536 1536 * ■ 2563 2315 2699 17,11 15,43 4600 - 6800 2880-4010 5700 3170 і 1 1П7 1625 - 15,43 4285—5050 5050 1 П17 1625 ! 1 —— 3195—5290 3195 4795—4995 4795 9
Таблица 11 Класс № по порядку Марка и модель! - Число пас-| сажиров I База дм. MM Г 1 Шевроле, стандарт-6 1 5 109 2769 1 2! . мастер-6 5 113 2870 •ЗР 3 ; Додж-6 5 116% 2953 4 1 Форд, Ѵ-8 5 112 2845 3 5 I Грехэм-80 5 111 2819 6 . 90 5 115 2921 я 7 I Лафайетт-6 6 113 2870 Я 8 Нэш-400 6 117 2972 9 Піимут, де-Люкс-6 5 113 2870 10 Понтиан-6 5 112 2845 И Студебекер, Диктат.-6 .... 6 116 2946 12 1 Терраплан-6 6 115 2921 1 і Оберн-654 5 120 3048 2 Бюик-36—40 5 118 2997 3 ! Крайслер-6 5 118 2997 я fl Де-Сото, Эйрстрим-6 5 117 2972 я 5 . Эйрфлоу-6 6 115% 2934 Q. 6 I Грехэм (сюперч)-НО 5 115 2921 и 7 j Хэдсон-6 5 120 3048 >> 5 Хэпмобил-618 G ...... . 6 118 2997 -S. 9 Нэш, Эмбессадор-6 Олдс.мобил-36 6 125 3175 о Г2 }° 115 2921 11 Понтиак-8 5 116% 2962 12 I Рио Флайинг, Клауд-6 .... 5 115 2921 1 д Оберн-853 5 127 3226 2 Бюик-36—60 5 122 3099 « 3 Крайслер, Д. Л.-8 5 121 3073 X 4 Крайслер-Эйрфлоу ..... 6 123 3124 2 5 Хэдсон, Д. Л.-8 .... 6 127 3226 я 6 Хэпмобил-621 N 6 121 3073 4» 7 Ла Салль-36—50 ■ 5 120 3048 о> 8 Линкольн-Зефир 6 122 3099 О 9 10 Нэш Эмбессадор (сюперч) . Олдс мобил, Z-36 6 5 125 121 3175 3073 11 Паккард-120 5 120 3048 1 12 Студебекер, Президент-8 . . . 6 125 wvlv 3175 Повышенный 1 2 3 4 5 6 Оберн (сюперч) 852 Бюик-90 Кадиллак, V8-60 Крайслер-Эйрфлоу Имп. . . . Корд-8 Паккард-8 5 6 5 5 127 1 138 1 121 ' 128 і 125 127 3226 3505 3073 3251 3175 3226 ш и й 1 2 3 4 Кадиллак V8-75 „ V12-85 . V16-90 Линкольн V12-145 .... 5 5 5 I 138 . 138 154 3505 3505 3912 <-> 2 5 І 6 Паккард (сюперч) 8 Паккард-12 5 с 145 139 3683 3531 CÛ 7 Пирс-Эрроу, Д, Л.-8 . . . . 5 144 139 147 3658 и 8 1 Пирс-Эррэу, Каст,-12 . . . . 1 7 3531 3734 Примечание. Значком * отмечены обороты мотора Главнейшие технические параметры легковых автомобилей по классам Размер Мощ¬ ность и число оборотов! Число и раз- * q * К U) Л (- а о л ко- . под¬ ков Число оборотов мотора на 1 км 0 Е 3 П 0 Д в е с к а Тормоза 1 я 1 к і •=( л. я . Цена (доллары) r шив меры цилин¬ дров Литра: ° 2 * ° Степев сжатия Число ренных шипни Передг ное чи тип Длина перед- 1 них рессор длина задних рессор (тип) Вес а кг Вес в 1 л. с предельная 1 седан 5,25—17 79-3200 6—3%6 X 4 3389 23,3 6,00 6 00 3 1795 4,11 рессоры 913 1245 Гидравл. 1260 15,95 17,64 495- 600 560- 665 640- 760 510— 580 635— 687 765- 825 595- 740 665— 765 eon пос і 575 640 735 580 5,50—17 79—3200 6—35/]6 X 4 6-3% X 4% 3389 23.3 24,4 3 1785 4,11 4,13 • 913 ' 1370 1394 600—16 87-3600 3569 6,50 4 1833 99 965 1362 1327 15,25 6,00—16 90-3800 8-31/16 X 3% 3621 24,8 6,30 3 1825 4,11 Поперечн. 1028 1180 Механическ. 1298 14,43 5,25—17 70-3500 6-3X4* 2779 25,2 6,80 4 1988 4,55 Рессоры 965 1282 Гидравл. 1242 17,76 665 6,00-16 85-3300 6-3</. X 4’/в 3569 23,8 6,70 4 1305* 4,20 V 990 ! 1370 • 1489 17,52 79э ^*7 С 6,00—16 83-3200 6-3>/4 X 4% 3569 23,2 5,61 7 1950 4,44 9 1092 І 1370 W 1339 16,12 675 740 660 720 6,00—16 90-3400 6-33/8Х43/8 3848 23,4 5,58 7 1820 4,44 9 1092 1370 » 1348 14,97 6,00—16 82—3600 6-3% X 4% 6-3% X 3% 3299 24,8 6,70 4 1833 4,13 99 965 1362 • 1280 15,61 580— 725 615- 760 665— 775 6,00-16 80-3600 3408 23,4 6,20 4 1965 4,44 9 914 1370 М 1475 18,42 6,00-16 90-3400 6-31/4 X 4% 3556 25,3 6,30 4 1410* 4,55 99 952 1370 1416 15,72 755 6,00—16 88-3800 4-3X5 3476 25,3 6,00 . 3 1825 4,11 9 838 1320 Гидр.-мех. 1276 14,50 650— 740 720 6 00 16 85-3500 93-3200 6—3Vie X 4% 8—З3/3п X 3% 3440 3818 24,7 24,4 6,20 5,55 4 1965 4,44 4,45 965 1384 Гидравл. ■ 1489 17,50 745— 995 795 V,VV AV 6,50-16 5 1905 Независ. 1384 1525 16,40 765- 905 885 6,25-16 93-3400 6—3% X 4% 3959 23,5 6,00 4 1255* 4,10 99 — 1362 •г 1427 15,35 760— 875 875 6,25-16 93-3400 6-3% X 41/., 3959 23,5 6,00 4 1255* 4,10 —— 1362 • 1412 15,2 695— 865 810 6,50-16 100—3400 6-3%Х4% 3959 25,3 6,50 4 1230* 4,10 Рессоры 1105/1109 1396 и 1584 15,84 1095 1095 6.25—16 112—4000 6-3’/4 X 4% 3569 31,4 6,70 4 1285* 4,20 990 1370 1407 12,56 865— 925 895 6,00—161 93-3800 6-3 X 5 3476 26,8 6,25 3 1825 4,11 838 1320 Гидр.-мех. 1308 14,06 710— 825 785 6,00-16 i 101—3600 6-31/, X 4’/4 4020 25,2 5,75 4 1325* 4,27 1067 1370 Гидравл. 1362 13,50 795— 890 855 6,25-16 90-3400 б-з% X 4% 3818 23,4 5,70 7 1350* 4,40 1117 1384 » 1668 18,52 835— 885 885 6,50-16 90-3400 6—35/16 X 4% 3495 25,8 6,00 4 1950 4.55 Независ. — 1384 ■ 1434 15,94 665— 820 795 6,50—16 87-3800 8-31/4 X 31/2 3802 22,9 6,20 5 1950 4,55 — 1370 и 1557 17,90 732— 865 815 6,25-16 90-3400 6—зз/8 X 41/; 3736 24,1 6,50 7 1868 4,27 Рессоры 990 1370 99 1453 16,15 795— 895 845 6,50-15 115-3600 8—3«/16 X 4% 8 — 37/ів X 45/іе 4587 25,1 6,20 5 1752 4,08 1067 1440 1625 14,13 995—1595 1095 7,00—16 120-3200 5247 22,9 5,45 5 1630 3,90 Независ. — 1415 • 1716 14,30 1035-1135 1090 6,50—16 105-3400 8-31/4 X 4% 8-Зі/4 X 4% 4487 23,4 6,20 5 1230* 4,10 — 1362 • 1519 14,46 925—1045 1045 7.00-16 115-3400 5301 21,7 6,20 5 1200* 4,10 Рессоры ‘ 1128/1117 1425 » 1738 15,11 1345-1345 1345 6,25—16 113-3800 8-3 X 41/2 4170 27,1 6.00 5 1800 4,11 I 838 1320 Гидр.-мех. 1412 12,50 760 - 880 855 6.50-16 7^00—16 120-3500 8-33/,6 X 4% 4968 24,2 5,80 5 1282* 4,27 1099 1422 Гидравл. 1605 13,38 995—1045 1035 105-3600 8-3 X 4% 4064 25,8 6.25 5 1900 4,55 Независ. 1 — 1378 1650 15,72 1175—1255 1225 7,00-16 110-3800 12-2% Х3% 4380 25,1 6,70 4 1810 4,33 Рессоры 1 1028 1180 Механическ.1 1544 14,04 1275-1320 1320 6,50-16 102-3400 8-3% X 4і/4 4274 23,9 5.25 9 1230* 4,10 1117 1384 Гидравл. 1702 16,70 995— 995 995 7,00—16 100-3400 8-3X41/4 3938 25,4 6,20 5 1900 4,55 Независ 1384 99 1534 1 15,34 810- 935 935 7,00-16 120—3800 8-31/4 X 41/4 4621 26,0 6,50 5 I 1835 4,09 —— 1370 • 1605 13,40 990-1110 1075 6,50—16 115-3600 8-3‘/16 X 4% 4103 28,0 6,50 9 1410 4,55 » 1219 1422 і 99 1637 14,23 965-1066 1045 6,50-16 150-4000 8—3%с X 4% 4587 32,7 6,50 5 1 1300 3,03/4,55 Рессоры і 1067 1441 і V 1777 11,85 1445—2245 1545 7,50—16 120-3200 8—37/іб X 4%6 5247 22,9 5,45 5 1850 4,56 Независ 1499 1 п — 1 — 1695-1945 1695 7,00—16 125-3400 8-3% X 4’/3 5280 23,6 6,25 3 1 1715 4.10 — 1378 ; 1807 I 14,46 1645—1695 1695 7,50-16 130-3400 8-31/4 X 4% 5301 24,5 6,50 5 1220 * 1 1 о/ѵ 4,30 Рессоры Независ 1128/1117 1444 1815 13,97 1475-1475 1475 6,50-16 125-3500 8-31/2X3% 4729 26,4 6,50 3 П80 2,75 870 1383 1589 12,70 1995—2185 1995 7,00—17 130—3200 8-33/1в X 5 5244 24,8 6,50 9 ! i860 4,69 Рессоры 1067 1536 Серво 2186 16,83 2385-3400 2380 7,50-16 135-3400 8-З1/2 X 4% 5670 23,8 6,25 з 1 1845 1865 4,60 Независ. . 1570 Гидравл. ; 2181 16,16 2645-4445 2645 7.50—16 150—3600 12-3% X 4 6030 24,9 6,00 4 с 4,60 —. 1570 1 1 2302 15,35 3345—5145 3345 7,50—17 185—380С 16-3X4 7410 25,0 6,00 5,58 6,30 6,40 6,40 6,40 5 4 9 4 1 9 7 1 1763 1745 1742 1677 1270* 1220* 4,64 1676 Серво «• V • 2724 14,73 745O—795Ô 7450 7,50—17 7,00—17 7,50—17 7,00-17 7,50-17 150-3400 150—3200 175—3200 150-3400 185—3400 12—3*/8 X 4% 8-31/2 X 5 12-37/1вХ4% 8-31/2 X 5 12-31/а X 4 6784 6306 7751 6317 7571 22,1 23,8 22,6 23,8 24,4 4.58 4.41 4.41 4,58 4,58 Рессоры • Независ. Реесоры 1067 1067 1067 1117 1117 1575 1536 1536 1625 . 1625 ' 2563 2315 2699 : — 1 17,11 15,43 15,43 4600 - 6800 2880—4010 4285—5050 3195—5290 4795—4995 5700 3170 5050 3195 4795 на 1 км при работе овердрайва.
Таблица 11 Класс № по порядку Марка и модель] 1 1 Число пас¬ сажиров^ База дм. мм і 1 Шевроле, стандарт-6 5 109 2769 2 , мастер-6 5 113 2870 яс 3 Додж-6 5 116% 2953 4 1 Форд, Ѵ-8 ". 5 112 2845 3 Э 1 Грехэм-80 I 5 Ш 2819 6 . 90 ! 5 115 2921 —• 7 Лафайетт-6 | 6 ИЗ 2870 я 8 Нэш-400 . . . . 6 117 2972 ■Г- 9 Плимут, де-Люкс-6 5 113 2870 10 Понтиан-6 1 5 112 2845 И Студебекер, Диктат.-6 6 116 2946 12 Терраплан-6 j 6 115 2921 1 Оберн-634 5 120 3048 aS 2 Бюик-36—40 5 118 2997 *■ 3 Крайслер-6 5 118 2997 я 4 Де-Сото, Эйрстрим-6 5 117 2972 ч 5 . Эйрфлоу-6 6 115% 2934 о о. ■ 6 Грехэм (сюперч)-! 10 5 115 ’ 2921 и 7 Хэдсон-6 5 120 3048 >» 8 Хэпмобил-618 G . . . 6 118 2997 с: 9 Нэш, Эмбессадор-6 6 125 3175 W Г* 10 Олдсмобил-36 5 115 2921 11 Ч Л Понтиак-8 5 116% 2962 12 Рио Флайинг, Клауд-6 5 115 2921 1 Оберн-852 5 127 3226 2 Бюик-36—60 5 122 3099 « 3 Крайслер, Д. Л.-8 5 121 3073 X 4 Крайслер-Эйрфлоу . . . . • 6 123 3124 5 Хэдсон, Д. Л.-8 6 127 3226 С< 6 Хэпмобил-621 N 6 121 3073 о> 7 Ла Салль-36—50 5 120 3048 Q. 8 Линкольн-Зефир 6 122 3099 Г 1 9 Нэш Эмбессадор (сюперч) . . 6 125 3175 10 Олдсмобил, Z-36 5 121 3073 11 Паккард-120 5 120 3048 1 12 Студебекер, Президент-8 6 125 МѴТѴ 3175 Повышенный 1 2 3 4 5 6 Оберн (сюперч) 852 Бюик-90 Кадиллак, V8-60 Крайслер-Эйрфлоу Имп Корд-8 Паккард-8 5 6 5 6 5 5 127 138 , 121 128 125 127 3226 3505 3073 3251 3175 3226 и и m •% 1 2 3 4 Кадиллак V8-75 V12-85 . V16-90 Линкольн V12-145 .... 5 5 5 138 138 154 145 139 1 А Л 3505 3505 3912 л 1 5 6 Паккард (сюперч) 8 Паккард-12 □ 5 с 3683 3531 CQ 7 Пирс-Эрроу, Д. Л.-8 э 5 144 139 147 3658 3531 3734 V 8 Пирс-Эрроу, Каст,-12 7 Примечание. Значком • отмечены обороты мотопа на 1 „и Главнейшие технические параметры легковых автомобилей по классам Размер 1 Мощ¬ ность и Число и раз- и Я 1 W л я ь вэ W -Q ° 33 к ко- t под¬ ков Число ОбОрОТОЕ мотора на 1 км « •*** й 5 П 0 Д в е с к а Тормоза Я «J Л > я . Цена (доллары) шин число оборотов! меры цилин¬ дров Я А t- S fcj Литра мошне « s с Н а» со о * CJ Число ренны; шипни Перед; ное чи тип ІДлина перед- 1 них рессор длина задних рессор (тип) 1 Вес се кг Вес н 1 л. с предельная седан 5,25-17 79-3200 6—35/16 X 4 3389 23,3 6,00 3 1795 4,11 Рессоры 913 I 1245 Гидравл. 1260 ! 15.95 ; 495— 600 575 5,50-17 79-3200 6—3%e X 4 3389 23,3 6 00 3 1785 4,11 ■ 913 1 1370 1394 17,64 560— 665 640 6.00—16 87-3600 6—3»/4 X 4% 3569 24,4 6,50 4 1833 4,13 » 965 I 1362 1327 15.25 640— 760 735 6,00—16 90-3800 8—Зі/х6 X 3% 3621 24,8 6,30 3 1825 4.11 Поперечн. 1028 1 1180 Механическ. 1298 14,43 510— 580 580 5,25-17 70-3500 6—3X4* 2779 25,2 6,80 4 1988 4,55 Рессоры 965 1282 Гидравл. 1242 17,76 635— 687 665 6,00-16 85-3300 6-3% X 4з/8 3569 23,8 6,70 4 1305* 4.20 • 990 ! 1370 • 1489 17,52 765— 825 795 6,00—16 83-3200 6—3’/< X 43/а 3569 23,2 5,61 7 1950 4,44 1092 1370 1339 16,12 595— 740 675 6,00—16 90-3400 6—3%Х4% 3848 23,4 5,58 7 1820 І 4,44 « 1092 1370 1348 14,97 665— 765 740 6,00—16 82-3600 6—3>/8 X 4% 3299 24,8 6,70 4 1833 і 4,13 965 і 1362 1280 15,61 ! 580— 725 660 6,00—16 80-3600 6-3% X у/3 3408 23,4 6,20 4 1965 4,44 V 914 1370 »» 1475 18,42 615— 760 720 6,00—16 90-3400 6—3% X 4% 3556 25,3 6,30 4 1410* 4,55 п 952 1370 1416 15,72 665— 775 650- 740 755 fi ПЛ 1Л 1 ЯЯ_2ЯПЛ 4-3X5 6-ЗѴі6 X 4% 3476 3440 25,3 24,7 6,00 6,20 з 1825 1965 4,11 ! 4,44 838 1320 1384 Гидр.-мех. Гидравл. 1276 14,50 17,50 720 6,00—16 85-3500 4 А 965 1489 745— 995 795 6,50-16 93-3200 8- 3%2 X 3% 3818 24,4 5,55 5 1905 4,45 Независ. 1 — 1384 ■ 1525 16,40 765— 905 <885 6,25-16 93-3400 6—3% X 4% 3959 23,5 6,00 4 1255* 4,10 — 1362 W 1427 15,35 760— 875 875 6,25-16 93-3400 6-3% X 4% 3959 23,5 6,00 4 1255* 4,10 — 1362 • 1412 15,2 695— 865 810 6,50—16:100—3400 6-3% X 4% 3959 25,3 6,50 4 1230 * 4,10 Рессоры 1105/1109 1396 99 1584 15,84 1095 1095 6,25—161112-4000 6—3% X 4% 3569 31,4 6,70 4 1285 * 4,20 990 1370 • 1407 12,56 865— 925 895 6,00—16 93-3800 6-3 X 5 3476 26,8 6,25 3 1825 4,11 838 1320 Гидр.-мех. 1308 14,06 710— 825 785 6,00-16 101-3600 6-3% X 4% 4020 25,2 5,75 4 1325* 4,27 1067 1370 Гидравл. 1362 13,50 795— 890 855 6,25-16 90—3400 6-3% X 4% 3818 23,4 5,70 7 1350* 4,40 1117 1384 1668 18,52 835— 885 885 6,50-16 90-3400 6—35/іб X 4% 3495 25,8 6,00 4 1950 4.55 Независ. —- 1384 1434 15,94 665— 820 , 795 6,50—16 87-3800 8-3% X 3% 3802 22,9 6,20 5 1950 4,55 — 1370 1557 17,90 732— 865 815 6,25-16 90-3400 6-3% X 4% 3736 24,1 6,50 7 1868 4,27 Рессоры 990 1370 » 1453 16,15 795— 895 845 6,50—15 115-3600 8-3%6 X 4% 4587 25,1 6,20 5 1752 4,08 1067 1440 1625 14,13 995-1595 1095 7,00—16 120-3200 8-ЗѴіб X 45/іб 5247 22,9 5,45 5 1630 3,90 Независ. I — 1415 1716 14,30 1035-1135 1090 6,50—16 105-3400 8-3% X 4% 4487 23,4 6,20 5 1230* 4,10 1362 1519 14,46 925—1045 1045 7,00-16 115-3400 8—3% X 4% 5301 21,7 6,20 5 1200* 4,10 Рессоры I 1128/1117 1425 1738 15,11 1345-1345 1345 6,25—16 113-3800 8—3x472 4170 27,1 6,00 5 1800 4,11 838 1320 Гидр.-мех. 1412 12,50 760- 880 855 6,50-16 120-3500 8—33/,6 X 4% 4968 24,2 5,80 5 1282* 4,27 1099 1422 Гидравл. 1605 13,38 995—1045 1035 7,00-16 105-3600 8-3 X 4% 4064 25,8 6,25 5 1900 4,55 Независ. 1 1378 1650 15,72 1175—1255 1225 7,00-16 110-3800 12-2% Х3% 4380 25,1 6,70 4 1810 4,33 Рессоры ! 1028 1180 Механическ., 1544 14,04 1275-1320 1320 6,50—16 102-3400 8—3>/8 X 4% 4274 23,9 5,25 9 1230* 4,10 1117 1384 Гидравл. 1702 16,70 995— 995 995 7,00—16 100-3400 8-3 X 4% 3938 25,4 6,20 5 1900 4,55 Независ. 1384 » 1534 15,34 810- 935 935 7,00-16, 120—3800 8—31/4 X 4% 4621 26,0 6,50 5 1835 4,09 1370 • 1605 13,40 990-1110 1075 6,50—16 115—3600 8-3716 X 4% 4103 28,0 6,50 9 1410 4,55 » 1219 1422 j 1637 14,23 965-1066 1045 6,50-16 150-4000 8—3716 X 4»/< 4587 32,7 6,50 5 1300 3,03/4,55 Рессооы і 1067 1441 ! і • 1777 11,85 1445—2245 1545 7,50—16 120-3200 8-3716 X 4%6 5247 22,9 5,45 5 1850 4,56 Независ ■ 1499 1 е — 1695-1945 1695 7,00-16 125-3400 8—3% X 473 5280 23,6 6,25 3 1715 4,10 ... 1378 ; 1807 14,46 1645—1695 1695 7,50-16 130-3400 8-3% X 4% 5301 24,5 6,50 5 1220* 4,30 Рессоры I Независ ! 1128/1117 1444 ; м 1815 1 13,97 1475-1475 1475 6,50-16 125-3500 8 -3% X 3% 4729 26,4 6,50 3 1180 1 OZA 2,75 870 1383 1 1589 j 12,70 1995—2185 1995 7,00-17 130—3200 8-3%в X 5 5244 24,8 6,50 9 1860 4,69 Рессоры 1067 1536 ; Серво 2186 , 16,83 2385-3400 2380 7,50-16 135—3400 8-3% X 47, 5670 23,8 6,25 3 А 1845 1865 4,60 Независ. - 1570 Гидравл. 2181 16,16 2645-4445 2645 7.50-16 150—3600 12-3% X 4 6030 24,9 6,00 4 с 4,60 1570 » 2302 15,35 3345—5145 3345 7,50-17 185—380Ü 16-3X4 7410 25,0 6,00 е CQ 5 Л 1763 1745 1742 4,64 — 1676 Серво 2724 14,73 7450-7950 7450 7,50—17 150-3400 12-3% X 4% 6784 22,1 5,58 6,30 6,40 6,40 6,40 4 о 4,58 Рессоры 1067 1575 2563 17,11 4600 — 6800 5700 7,00—17 150-3200 8—372 X 5 6306 23,8 V Л 4,41 1067 1536 • 2315 15,43 2880—4010 3170 7,50—17 175—3200 12-3’/16 X 4'/, 7751 22,6 ч о ІО/ / 1270 * 1220* 4,41 1067 1536 ! ■ 2699 15,43 4285—5050 5050 7,00-17 7,50—17 150-3400 185—3400 8-372 X 5 12—3% X 4 6317 7571 23,8 24,4 7 4,58 4,58 Независ. j Рессоры 1117 1117 1625 . 1625 I : 1 — — 3195—5290 4795-4995 3195 4795 ППК
лица 12 Цена седана (долла- ров) а с 1 1 Э/j—/УЭ 785-1095 855-1345 -< лтк ллл »- n JO n N 1 Л 4« -Ч ; 2645—7450 688 861 1 1088 1 1798 4418 Таб й Вес автомо¬ биля (кг) 1242—1489 1308 -1668| 1412-17381 1589-2186 ГМ r* 1 "4 JO ■M i 1345 О' <o іЛ O en SO 00 2464 томобиле Переда¬ точное число 4 іЛ и іЛ U T 1 t-M С *) « 1 u г х 3 § Р С 2,75-4,69 4,41-4,64 00 CM CM ■чг xr 4,23 4,15 4,55 1 m 03 S св о Q св и Степень сжатия 5,58—6,80 C 4Ç ü ЧСХ > С - Г э ч H w 1 С ■> *1 о с «. U э ’ ч ■) U М х •% *) U 0 o n о \cT 1 1 n 00 t» in •4 T m 6,22 6,11 6,10 6,28 0 © ітров по KJ Литраж, см3 00 S тГ C 00 c en X 1 os c r* xi Г* CM C* > Г- > с 4 с» Г Ч , « 1« °* г 2 7 С* 4587-5301 5670-7751 3456 3756 4520 5064 г *?пл D n 0 ш S св О- се С5 аосІітниЕиІі оігэин CM so 00 GO r-» r-< 1 i 1 00 1 \© s© 00 00 6,16 6,33 :n сп^ хГ оо X S X О 0) sr X X Число оборотов O O O O O о о O O O i oo O 00 O 00 СП 'З* СП CO ' 1 1 1 1 1 о о о о O о о о о O CM CM CM CM CM en en en en en 3467 3525 см о »л гГ »Л CM л хг ■ХГ ri en en X 4) н CR X я ф Мощ¬ ность мотора c c c г 0 см о о *п h у—< СМ *Л 00 і 7 7 7 7 0 1Л о О ІЛ * 00 О СМ сП т—< г-< «-М 00 •л oo en en 00 O' 111,66 130 1 /СЛ 5 ce 1 X en Ф X X е* Ф Размер шин 5,25-6,00 6 ПП—-6 40 > О С ) О U > t— с 1 іл с L см w Г 40 Ч£ 7,00-7,50 5,83X16,2 6,27X16 /4 . . 0,/зхіб 7,00X16,17 7,37x16,76 Разбеги и ср База, мм см ir Г* r* O\ — CM C»" 1 J CS V- <© O r* О' см о v£ О C\ СТ 1 ОС м с с< » с w er 1 СТ * г* С ) O’ > O' > V- k a i ! IT > cf 4 \ ) > ) J 2883 9001 < c c \ T i e J1ZU 3242 3632 Класс автомобилей 1 1 Малый . . . Полусредний Средний . . . Пппм ïîî АИНкІ tt A AV W4 a > J ѵжа ■* Высший . . . Малый . . .i Полусредний о 1 Средний . . . Повышенный Высший . . . иігэхвевяоц и J э S) e в d 1 кинэьвне эинѵэдэ 79
В результате получена табл. 11, содержащая основные технические данные, характеризующие машины каждого класса, и относящаяся к авто¬ мобилям с кузовом седан 4-дверный на 5 или 6 пассажиров. В табл. И не вошли данные по агрегатам (коробка передач, сцепление, руль и т. д.), которые будут рассмотрены отдельно. Обобщая содержание табл. 11, составляем табл. 12, где приведены разбеги и средние значения тех же параметров, что в предыдущих таб¬ лицах. Наконец, на основании табл. 12, имеем возможность составить таб¬ лицу типичных, округленных данных, характеризующих каждый из уста¬ новленных пяти классов автомобилей (табл. 13/ Не трудно видеть, что Таблица 13 Типичные округленные значения технических параметров № І п/п i 1 Класс автомобилей База, мм Размер шин Мощ¬ ность и число оборотов Число цилиндров Литраж, см* Тормозы Подвеска 1 i Малый . . . Полусредний ! 2880 2990 6,00—16 85-3470 6 3500 Гидравл. Полуэллипти- ческие продоль¬ ные рессоры 2 6,25—16 95—3525 6 3750 » Рессоры 60%, н е з а висимая подвеска 40% Средний . . 3 3120 7,00-16 110-3540 8 4500 » Рессоры 50%, н е з а в исимая 4 Повышенный 3240 7,00-16 130-3450 В 5000 * подвеска 50% Рессоры 50%, н е з а висимая 5 Высший . . 3630 7,50—17 160-3425 12 6700 Серво-мех. подвеска 50% Рессоры 50%, i н е з а висимая подвеска 50% интервалы значений параметров достаточно равномерны и таким обра¬ зом в значительной степени подтверждают произведенную нами раз¬ бивку. Однако здесь же можно заметить, что относительно меньше различаются между собой классы: малый с полусредним и средний с повышенным, которые очевидно могли бы быть объединены при более грубом подразделении на три класса. Рассматривая отдельные параметры, отмечаем приблизительно по¬ стоянные значения чисел оборотов моторов и степеней сжатия для всех классов. Числа цилиндров типичны такие: 6 для 1-го и 2-го классов, 8 для 3-го и 4-го классов и 12 — для 5-го класса. Тормозы почти на 100% гидравлические во всех классах, за исклю¬ чением высшего, где имеют распространение сервомеханизмы ваккум- ного типа, облегчающие торможение машины, вес которых довольно значителен и достигает 3 tn. 80
В части конструкции подвесок обращает на себя внимание исчезно¬ вение (в моделях 1936 г.) в дешевом классе независимых подвесок, оставшихся лишь в Шевроле и Крайслере (параллельно с рессорной подвеской на этих же моделях), по желанию за добавочную цену. В по¬ лусреднем классе также преобладают обычного типа подвески на 4 полу- эллиптических рессорах (60%). И только в трех последних классах одинаково распространены как рессорная, так и независимая подвеска. Очевидно здесь сказывается влияние усложнения и удорожания машины при введении независимой подвески. Более подробно конструкции агрегатов будут рассмотрены далее. Прогресс американского автомобилестроения, в особенности в части легковых машин, характеризуется непрерывными исканиями и достиже¬ ниями как в конструктивной, так и в производственно-технологической области. Динамичность, вызванная условиями конкуренции, обусловливает частую смену моделей, причем несмотря на ряд новинок чисто реклам¬ ного — „торгового" порядка, все же в основном „рост" качества авто¬ мобилей основан на серьезных, технически обоснованных, оправдывающих себя изменениях. В этом отношении не безынтересен „Календарь* автомобилестроения США, опубликованный в одном из американских журналов. Наиболее значительные даты приводим: 1900 г. Первая автомобильная выставка—начало широкой попу¬ ляризации автомобиля в США. 1901 г. Введен рулевой штурвал взамен рычажной системы. 1903 г. Введен радиатор современного типа. 1904 г. Введено ветровое стекло. 1905 г. Появление четырехцилиндрового мотора взамен одно- и двух¬ цилиндровых, применявшихся ранее. 1906 г. Появился шестицилиндровый мотор, получивший в даль¬ нейшем весьма значительное распространение. 1908 г. Анонсирован выпуск автомобиля Форд модель Т — первого массового автомобиля. 1909 г. Открыт спортивно-испытательный автодром в Индианапо¬ лисе. Развитие автомобильного спорта, имеющего большое значение в деле конструктивного совершенствования автомобиля. 1910 г. Первый кузов „Торпедо". 1911 г. Применен стартер (самопуск для заводки двигателя). 1912 г. Организована фирма Шевроле—конкурент Форда по мас¬ совому дешевому автомобилю. 1913 г. Организована фирма „Братья Дожд“. 1915 г. Первое появление восьмицилиндрового мотора. 1916 г. Вытеснение тормозов на 2 колеса тормозной системой на 4 колеса. 1917 г. Введение масляных фильтров на моторах легковых авто¬ мобилей (повышение внимания к эксплоатационным качествам авто¬ мобиля). 1925 г. Появление автоматической смазки шасси. 1926 г. Применено на автомобилях безопасное „небьющееся“ стекло. 1927 г. Введено хромирование деталей. $ Автомобильный мотор.
1928 г. Появились коробки передач с синхронизированным пере¬ ключением. 1929 г. Выпуск автомобилей с передними ведущими колесами (Корд). 1930 г. Появление механизма „свободного хода . 1931 г. „Гибкая14 подвеска двигателя на резиновых подушках. „Пла¬ вающая44 подвеска. 1932 г. Автоматический вакуумный механизм выключения сцепления. 1933 г. Примение усовершенствованных коробок передач и других механизмов на массовых моделях автомобилей. Иіольчатые подшип¬ ники впервые применены на американских автомобилях. 1934 г. Широкое распространение независимой подвески передних колес. 1935 г. Автоматизированное электро-вакуумное переключение пере¬ дач применено на некоторых марках автомобилей. 1936 г. Распространение стальных крыш на закрытых кузовах легковых автомобилей. Широкое применение повышающей передачи в коробке скоростей — „овердрайв44 и бесшумных шестерен на всех передачах, включая первую скорость и задний ход. Как видим, сезон 1936 г. не является одним из переломных, харак¬ теризующихся крупными достижениями, он главным образом „фикси¬ рует" новый материал, введенный за предыдущие годы, придавая ему вполне отшлифованные завершенные формы. Однако, некоторые мо¬ менты, типичные для 1936 г., имеют и принципиально важное значение, так как выявляют намечающиеся тенденции (развитие безрамных машин с несущим кузовом, применение „овердрайва44, выпуск „среднеклассных“ моделей фирмами высшего класса и т. п.). Ряд признаков позволяет высказать предположение, что 1936 год является годом „разбега44 и, вероятно, уже 1937 или 1938 год (в зависимости от конъюнктуры) впишет новую, более характерную страницу в историю развития авто¬ мобилестроения. Отличительная черта автомобилей 1936 года — усовершенствования, направленные к максимальному повышению надежности и безопасности езды, улучшение комфортабельности и удобства управления, улучшение внешнего вида и отделки, повышение долговечности. Продолжает сглаживаться разница между автомобилями дешевого, среднего и даже высшего класса по удобству езды и внешнему виду, а также и по динамике, которая у всех автомобилей чрезвычайно высока. Рассмотрим конструктивные особенности автомобилей несколько под¬ робнее—по агрегатам. Мотор Сколько-нибудь значительных изменений в конструкции моторов 1936 г. нет. Основные конструктивные характеристики сохранены с про¬ шлого года, о чем свидетельствуют табл. 14, 15 и приводимые далее данные. Мощность моторов на данный период также является параметром в значительной мере стабилизировавшимся. Подавляющее большинство фирм последние 2 3 года не меняло ни литража, ни мощности мото- 82
Т а б л и ца 14 Динамика числа цилиндров моторов (по числу моделей) Число цилиндров 1934 г. 1935 г. 1936 г. Число моделей Процент Число моделей Процент Число J моделей • Процент 4- 3 4,7 2 3,5 2 ! 3 5 6 20 31,3 21 36,8 24 1 42,1 8 31 48,4 29 51,0 25 43,9 12 8 12,5 4 7,0 5 1 8,8 16 2 3,1 1 1 1,7 1 I 1 1,7 Итого . . 64 100 57 1 100 1 57 100 Таблица 15 Распределение ежегодной продукции (в процентах) легковых автомобилей по числу цилиндров мотора Годы 4-цилин¬ дровых автомобилей 6-цилин¬ дровых автомобилей 8-цилин¬ дровых автомобилей 12-цилин¬ дровых автомобилей 16-цилин- дровых автомобилей 1926 1 64,0 34,0 2,0 1927 49,7 47,1 3,2 — —— 1928 48,6 47,0 4,4 —— — 1929 37,5 57,0 5,5 — — 1930 44,4 43,3 12,1 0,20> — 1931 : 33,2 51,8 14,8 0,17 0,03 1932 20,7 50,5 28.2 0,52 0,08 1933 2,0 63,6 34,0 0,33 0,07 1934 0,5 59,5 39,8 0,201 —— 1935 0,5 59,44 40,0 0,06* — ров на своих моделях. Очевидно дальнейшее повышение динамики не входит в число факторов, могущих повысить спрос на данный автомо¬ биль, так как это уже не вызывается технической необходимостью, или целесообразностью, отражаясь однако на экономичности работы. Мощность моторов по 57 моделям автомобилей спецификации 1936 г. распределяется согласно табл. 16. Изменение средней мощности моторов (отнесенной к числу моделей но не к числу выпускаемых автомобилей) представлено в табл. 17. В этой же таблице приведены значения среднего литража моторов и средней литровой мощности. 1 Включая 16-цилиндровые. 83
Большого внимания заслуживает вопрос об изменении степени сжа¬ тия двигателей. Таблица 16 Таблица 17 Мощность л. с. Количество моделей 1 1 Годы J3 к ний аж, см3 ня я овая ІОСТЬ 13 ЛО 1 1 5 14 0.0 . О S Ч Сред литр. о О Ч S 48 70— 80 81— 90 1926 .... 4270 11 91—100 7 1927 .... 65,8 4170 15,8 101—110 5 1928 .... 70,9 4220 16,8 111-120 10 1929 .... 81,6 4280 19,1 121—130 4 1930 . . . 87,6 4335 20,2 131-140 1 1931 .... 95,0 4470 21,2 150 5 1932 .... 101,0 4650 21.7 175 1 1933 .... 106,5 4650 22,9 185 2 1934 .... 112,5 4735 23,8 265 1 1935 .... 109,6 4450 24,6 1936 .... 110,1 4380 25,1 Итого . . 57 Табл. 18 показывает характер изменения средней степени сжатия моторов американских легковых автомобилей по годам. Совершенно бесспорен планомерный рост степени сжатия, причем достигнутые зна¬ чения, благодаря усовершенствованным головкам цилиндров, допускают работу на обычных сортах бензина (в том числе на бензине 2-го сорта применяющемся в Союзе), без примеси антидетонаторов. Т а б л и ца 18 Та б л и ца 19 Распределение степеней сжатия по числу моделей автомобилей Годы сжатия _ Степень 1936 г. 1934 г. 5Х о S и О) ЭК О « я 1925 4,44 ч s 2 ■ S о У 2 а о О. С Числі модел Проц 1926 1927 1928 1929 .... 1930 1931 .... 1932 1933 1934 4,47 4.55 4,95-5,19 . . 5,20—5,50 . . . W 5,51-5,75 . . . 5,76-6,00 . . . 6,01-6,25 . . . 6,26-6,50 . . . 6,51-6,80 . . . 6 6 И 10 18 6 10 5 10,5 19,3 17,6 31,6 10,5 9 21 5 12 6 9 2 14,1 32,8 7,8 18,7 9,4 14,1 3,1 1936 5,98 6»14 Итого . . 57 100 64 100
В 1936 ». из 57 моделей 19 дают (по желанию) за особую плату алюминиевые головки с измененной степенью сжатия, в большинстве случаев повышенной до 7,00 и даже (Крайслер) до 7,45. В результате достигается улучшение рабочего процесса, дающее мощности при одновременном снижении удельного расхода выигрыш в топлива. Так, по данным фирмы Хэд- сон, в моделях 1936 г. на шести¬ цилиндровом двигателе, развиваю¬ щем при стандартной головке со степенью сжатия 6,25, мощность — 93 л.с. (3800 об/мин.), применение алюминиевой головки со степенью сжатия 7,00 позволяет получить мощ¬ ность 100 л. с. при тех же оборо¬ тах. В восьмицилиндровом двига¬ теле соответственно имеем: при сте¬ пени сжатия 6,00—мощность 113 л. с. при 3 800 об/мин., а при степени сжатия 7,00—уже 124 л. с. при 4 000 об/мин. Особо следует отметить, что столь высокие степени сжатия де¬ лаются на обычных серийных мото¬ рах, в большей части с нижними боковыми клапанами (о типах рас¬ пределения Таблица 20 Изменение числа оборотов мото¬ ров по годам Годы Среднее число оборотов в мин. 1927 ....... 2740 1928 ....... 2860 1929 ....... 3063 1930 ....... 3170 1931 ....... 3230 1932 ....... 3250 1933 3360 1934 ....... 3420 1935 3480 1936 • ...... 3487 см. далее), в то время как всего лишь несколько лет назад это было уделом дорогих гоночных и спортивных машин с моторами специальной конструкции, преимущественно с верхними клапанами и часто сопровождалось применением недетонирующих топлив. Оборотность моторов в 1936 г. повышения почти не имела, что видно из данных табл. 20 и 21. Таблица 21 Распределение моделей автомобилей в зависимости от интервалов обо- ротов двигателей Обороты 1936 г. 1934 г. Число моделей Процент Число моделей Процент 2600—2800 - 2 3,1 3000—3J 00 ........ ч ■ — — 4 6,3 3200—3300 ....... 14 24,6 18 28Д 3400—3500 23 40,4 21 32,8 3600—3700 ........ 10 17,5 9 14,0 3800-3900 ........ 7 12,3 7 11,0 4000-4300 ........ 3 5,2 3 4,7 Итого . . . 57 100 64 100 85
О распределительных механизмах Из 57 моделей 45 имеют L-образную головку с нижним боковым расположением клапанов. 12 моделей имеют верхние клапаны. Из них 1 модель (Дюзенберг) отличается верхним кулачковым валом. Зависи¬ мости, при которой верхние клапаны соответствовали бы более высокой степени сжатия, не наблюдается. Наоборот верхними клапанами обору¬ дованы марки с невысокими степенями сжатия—Бюик, Нэш, Шевроле и т. д. Таким образом, очевидно, выбор конструкции в данном случае обусловливается не термодинамическими соображениями, а простотой Таблица 22 Годы L - образ¬ ные I - образ¬ ные Горизсн. клап. Гильзовые Т - образ¬ ные * F - образ- : ные Приме¬ чание в п р о ц е н т а 1922 1 63,0 29,9 1 0,6 1 3,9 2,0 0,6 F -^образные 1923 61,9 29,6 — 4,6 2,6 1,3 камеры — бо- 1924 61,9 28,8 — 5,1 3,4 0,8 ковые; один 1925 70,2 20,5 — 5,6 2,8 0,9 клапан распо- 1926 73,5 17,30 — 5,1 3,1 1,0 ложен сверху 1927 76,70 14,20 —— 5,1 3.0 1,0 * и 1928 76,60 14,00 — 5,0 2,8 1929 78,00 14,00 6,00 1,0 1,0 1930 84,33 11,75 1 1,96 1,96 1931 79.50 17,94 1,28 1,28 ! 1932 74,00 19,20 410 2,70 1 _ — 1933 70,00 25,71 2.86 1,43 1934 65,70 31,20 3,10 1935 75,90 22,40 1,70 1936. . 80,36 19,64 — — •— Таблица 23 Угол клапана Число моделей автомобилей Процент Оба клапана имеют угол 30° 5 8,8 68,4 Оба клапана Всасыв. 45° ... . 30° 39 Выхлоп. 45° 13 22,8 Итого . . . 57 ЮЭ 86
И дешевизной конструкции, показывает на значительное Соотношение различных систем распределительных механизмов по годам приве- дено в табл. 22 (отнесено к числу моделей). Говоря о клапанах, не¬ безынтересно отметить рас¬ пространение угла рабочего конуса—45°. - Кроме того, остроумно применение угла 45° для выхлопных клапанов, где требуется более стойкая в отношении коробления го¬ ловка, и угла 30° для всасы¬ вающих клапанов, что обе¬ спечивает лучшее наполне¬ ние (табл. 23). Из 57 моделей автомо¬ билей на 14 применяются вставные седла выхлопных клапанов: . Крайслер, Де- Сото, Линкольн, Рио и, что особенно показательно, кон¬ курентами в классе деше¬ вых машин: Додж, Форд, Плимут, Виллис. С другой стороны, отмеченное явление усовершенствование L - образных камер. Таблица 24 Годы Бесшумная цепь числа моделей Привод шестер¬ нями в п р О I рентах 1922 ...... 27,8 72,2 1923 35,1 64,9 1924 ...... 43,5 56,5 1925 ...... 47,0 53,0 1926 64,0 36,0 1927 ...... 75,7 24,3 1928 ...... 79,2 20,8 1929 84,8 15,2 1930 85,7 14,3 1931 ...... 83,1 16,9 1932 ...... 85,7 14,3 1933 80,0 20,0 1934 76,2 23,8 1935 ...... 74,1 25,9 1936 ...... 79,0 21,0 На большинстве автомобилей всасывающие клапаны имеют диаметр несколько больший, чем выхлопные. Одинаковый диаметр применен лишь на 10 моделях фирм: Де-Сото, Додж, Форд, Хэдсон, Паккард, Пирс-Эрроу, Плимут, Рио, Терраплан. Относительное распространение различных типов привода распреде¬ лительного механизма представлено в табл. 24. Поршни В конструкциях поршней наблюдается дальнейшая тенденция улуч¬ шения их рабочих качеств. Чугунные поршни оставлены лишь на 6 моделях. 50 моделей имеют поршни из различных алюминиевых сплавов. В связи с высокими числами оборотов моторов большое зна¬ чение придается облегчению поршней (в некоторых случаях этим ком¬ пенсируется утяжеление шатунов). Небезынтересно отметить применение тонкостенных поршней из специального стального сплава на Линкольн- Зефире, почти не превышающих по весу алюминиевые. Анодизация, т. е. поверхностное окисление электролитическим способом алюминиевых поршней для повышения износостойкости, при¬ меняется на 20 моделях. Из средств, применяемых для уменьшения посадочных зазоров поршня в цилиндр, отмечаем: овальную шлифовку — 87
15 моделей, разрезные юбки поршней-12 моделей, инваровые вставки- На поршнях многих моделей эти особенности совмещены. Покрытие оловом чугунных поршней для улучшения условий приработки имеет место на 5 моделях (Шевроле и Понтиак). Смазка, охлаждение Обычна смазка под давлением коренных подшипников, шатунных подшипников (нижних головок) и подшипников распределительных валов. Исключение составляют лишь Хэдсон, Терраплан и Остин, имею¬ щие смазку разбрызгиванием. На многих автомобилях смазка под давлением подводится и к порш¬ невому пальцу. К таким относятся: Кадиллак, Корд, Дюземберг, Хемпо- бил, Лафайетт, Ла-Салль, Нэш, Олдсмобил, Паккард, Пирс-Эрроу, Понтиак, всего 23 модели из 57. Привод распределения почти у всех автомобилей смазывается под давлением. Подавляющее большинство моторов снабжено наружными масло¬ очистителями (главным образом марки Пюролейтор и АС). Все 1ОО°/о моторов имеют вентиляцию картера, как эффективное средство против разжижения масла конденсирующимся топливом. Перечисленные моменты нельзя считать особенностями моделей 1936 г., так как большинство из них было введено уже в 1933 г. и остается почти без изменений. Что касается водяного охлаждения, то необходимо отметить удли¬ нение водяной. рубашки на всю длину цилиндра у ряда автомобилей. Это позволяет значительно снизить температуру масла и следовательно сохранить большую вязкость его. Так на Шевроле, в результате удли¬ нения рубашки, разность температур масла и охлаждающей воды с 50°Ц уменьшена до 25°Ц. Попутно с этим увеличивается емкость водяной системы (например у Шевроле с 10,4 до 14,2 л). Все автомобили (кроме Остина) снабжены термостатами. В связи с введением водяного отопления закрытых кузовов изме¬ нена конструкция водяных помп, имеющих теперь действие нагнетатель¬ ное вместо всасывающего (Эдсон, Терраплан, Кадиллак, Понтиак). Питание, карбюрация, зажигание и пр. Питание топливом всех двигателей, кроме Остина, осуществляется механическими помпами (преимущественно фирмы АС). Карбюраторы применяются исключительно опрокинутого типа. 28 мо¬ делей имеют одинарные карбюраторы (на дешевых и некоторых средней цены автомобилях). Прочие применяют двойные карбюраторы. На 12-ци¬ линдровом моторе Пирс-Эрроу установлены два одинарных карбюратора. Ю фирмам карбюраторы распределяются так: карбюраторами Стромберг оборудованы 32 модели автомобилей: Картер—18 моделей, Марвелл—3, Детройт—2, Тиллотсон—2. 88
Карбюраторы применяются усовершенствованной конструкции: много- жиклерные, снабженные насосом-ускорителем и экономайзером. 35 моде¬ лей имеют автоматическое управление воздушной заслонкой („подсос"). Зажигание на всех автомобилях батарейное: на 28 моделях—Автолайт, на 26 моделях—Делко-Реми, на 1 модели—Диамонд и на 2—собственное Свечи фирм АС и „Чемпион". Продолжается переход на свечи малого диаметра. Из 29 моделей 1935 г. ставивших 18-jœ свечи, в 1936 г. осталась лишь 21 модель. 34 модели ставят 14-мм свечи и 1 модель—12-мм свечи. Относительно генераторов отмечаем характерное для 2-3 последних лет наличие воздушного охлаждения (крыльчаткой), помогающее избе¬ жать перегрева генератора при большой нагрузке. Опережение зажи¬ гания—преимущественно автоматическое—44 модели. Полуавтомати¬ ческое ставится на 12 моделях. Исключение составляет Остин, как отмечалось, машина вообще не типичная для США. Добавочную регулировку опережения вакуум-диафрагмой имеют 33 модели. Кроме того, на большинстве автомобилей имеется шкала перво¬ начальной установки прерывателя, так называемая „октановая регули¬ ровка". В зависимости от октанового числа топлива, т. е. его антиде- тонационных качеств, делается установка опережения. Сцепление Сцепление на всех автомобилях ставится однодисковое, за исключе¬ нием двух моделей двухдисковых (16-цилиндровый Кадиллак и Дюзен- берг) и трех моделей дисковых в масле (Хэдсон и Терраплан). По фирмам-производителям сцепление распределяется следующим образом: Борг и Бек—21 модель, Лонг—17 моделей, собствен¬ ное—15, моделей Иллинойс—3 (Грехэм) модели и Рокфорд—1 (Остин) модель. Все сцепления снабжены пружинной тангенциальной амортизацией для поглощения толчков и крутильных вибраций. Для облегчения работы водителя, путем уменьшения необходимого усилия на педаль, на некоторых автомобилях ставятся полуцентробеж¬ ные сцепления. В конструкцию их введены на наружных концах выклю¬ чающих рычагов грузы, которые увеличивают силу нажатия заднего ведущего диска пропорционально увеличению числа оборотов мотора. Это позволяет применить более слабые пружины сцепления и иметь на малых оборотах небольшое усилие на педаль. Такие сцепления приме¬ няют Форд, Линкольн-Зефир, Паккард-120 и Кадиллак. Автоматическое управление сцеплением распространено сравнительно мало и имеется только на 12-цилиндровом Паккарде и (за добавочную цену) на автомобилях Хэдсон и Терраплан. Коробка передач В конструкции коробок передач, начиная уже с 1932 г. особенно больших изменений нет. В 1935 и 1936 гг. сделаны дальнейшие шаги по бесшумности работы шестерен. 89
КЬоме косозубчатых передач 2-й скорости и постоянного зацепления с синхронизированным или облегченным муфточным включением, введены косозубчатые шестерни l-й скорости (и заднего хода), сидящие на спи¬ ральных шлицах вала у автомобилей: Бюик, Кадиллак, Крайслер Корд, Де-Сото, Додж, Форд, Грехэм, Хэпмобил, Ла-Салль, Линколь-Зефир, Нэш Олдсмобил, Плимут, Понтиак и Студебекер. Такие коробки, т. е. полностью бесшумные с синхронизированным включением (на 2-й и 3-й передачах), имеются на 38 моделях автомоби¬ лей перечисленных выше фирм. Коробки с косозубчатыми шестернями 2-й передачи и постоянного зацепления и с синхронизацией на 11 моделях. То же без синхронизаторов—5 моделей. Коробки с прямозуб¬ чатыми шестернями—3 модели (Дюзенберг, Виллис, Остин). На автомобиле Корд установлена 4-скоростная коробка с бесшум¬ ными шестернями (кроме 1-й скорости и заднего хода). На всех остальных автомобилях коробки 3-скоростные. По фирмам-производителям коробки распределяются таким образом: собственные — 39 моделей, Уорнер-Гир—16 и Детройт-Гир — 2. Автоматизация управления распространена мало. „Электрическая рука" (автоматически селективный переключатель) ставится за добавоч¬ ную плату на автомобили Корд, Хэдсон, Терраплан. Овердрайв Овердрайв представляет собой агрегат, устанавливаемый за коробкой передач отдельно (конструкция 1935 г.), или в блоке с ней (конструк¬ ция 1936 г.), конструктивно объединенный с механизмом свободного хода. Овердрайв автоматически (по достижении автомобилем определен¬ ной скорости) уменьшает передаточное число между двигателем и веду¬ щими колесами и тем самым уменьшает расход топлива, износ двига¬ теля и вибрацию его на высоких скоростях. Овердрайв ставился в 1935 г. на автомобилях Крайслер и Де-Сото (модели Эйрфлоу), а также на Дюзенберге. В 1936 г. этот механизм получил дальнейшее распростренение и применен на 17 моделях авто-4 мобилей следующих фирм: Де-Сото, Додж, Грехэм, Хэпмобил, Край¬ слер, Нэш, Студебекер, Пирс-Эрроу. Овердрайв снижает обороты дви¬ гателя примерно на 30°/о (при данной скорости автомобиля). Переда¬ точное число овердрайва составляет, например, у Пирс-Эрроу 0,718, у Доджа и Грехэма 0,709. Применение овердрайва может быть использовано для улучшения динамических показателей автомобиля — приемистости и максимальной скорости. С этой целью у Студебекера (модель „Президент") при нали¬ чии овердрайва, передаточное число в заднем мосту увеличивается до h — 4,7 вместо стандартного /0=4,55. Конструкция овердрайва (1936 г.) представлена на рис. 1 (продоль¬ ный разрез) и рис. 2 (поперечный разрез). Основные его детали: непод¬ вижная („солнечная") шестерня 7, связанная с картером овердрайва; планетарные шестерни 2 (в количестве 5 штук), вращающиеся на иголь¬ чатых подшипниках на осях, укрепленных в кольцевых обоймах 3; два кулачка 4, связанные я тангенциальном направлении с фасонной деталью 5 90
жестко, и в радиальном направлении—через пружины 6, препятствую¬ щие кулачкам раздвигаться под действием центробежной силы до опре¬ деленной скорости, Фасонная деталь 5, связанная зубьями с передвижной шестерней 7, служит помимо этого для блокирования механизма свободного хода 8. Рис. 1. Коробка передач и овердрайв Додок. К наружной обойме свободного хода приболчена большая шестерня внутреннего зацепления 9. Кулачки имеют шариковые фиксаторы 10, удерживающие их в над¬ лежащей позиции—выдвинутыми от центра при работающем овердрайве и сдвинутыми к центру при работе на невысоких скоростях. Работа овердрайва протекает следующим образом. При выключенном свободном ходе (когда кнопка на переднем щитке вытянута) ная шестерня подвинута назад (на рисунке— вправо) и передает крутящий момент от глав¬ ного вала, с которым она связана шлицами, через зубчатую муфту к валу 11. Планетарные шестерни при этом катятся по неподвижной шестерне 1 и большой шестерне 9 без пе¬ редачи крутящего момента. При включенном свободном ходе возможны два положения. На скоростях до 65 — 80 км/час (в зависимости от типа автомобиля и регулировки овердрайва затяжкой пружин 12) работает свободный ход. Усилие (момент) передается от главного вала передвиж¬ через шлицы на внутреннюю ведущую шайбу Рис. 2. Поперечный раз- свободного хода, затем через ролики,— на рез механизма овердрайв, внешнюю обойму, выполненную в одно целое с хвостовым валом 11, В этом положении, очевидно, овердрайв также не работает и шестерни вращаются без нагрузки. Наконец на скоростях указанного выше предела вступает в действие овердрайв, т. е. повышающая планетарная передача. Кулачки раздвигаются под действием центробежной силы и стре¬ мятся заскочить в соответствующие вырезы фасонной кольцевой обоймы планетарных шестерен 3. Однако этому препятствует разность угловых
скоростей кулачков, вращающихся с той же угловой скоростью, что и главный вал и обоймы (так как сателиты катятся по неподвижной ше- Рцтобы включение кулачков могло произойти, необходимо отпустить педаль акселератора приблизительно на Р/г 2 сек- (для снижения оборотов двигателя). Теперь крутящий момент будет передаваться от главного вала и шестерни 7 на деталь 5, от нее на кулачки, далее че¬ рез обойму 3 на сателиты. Последние, катясь по неподвижной ше¬ стерне 7, будут вращать большую шестерню и далее следующие детали, в том числе и карданный вал, со скоростью большей, чем скорость главного вала в отношении передаточного числа овердрайва. Карданы В карданных передачах 1936 г. по сравнению с 1933 — 1934 гг. изменений почти никаких нет. Попрежнему наибольшим распространением пользуются карданы с игольчатыми подшипниками — 42 модели из 57. Значительно меньше металлических карданов скользящего трения — 12 моделей. Единичное применение имеют мягкие дисковые карданы Спайсер (на Остине), ре¬ зино-металлические (на Дюзенберге) и шариковые, типа Рцепп (на пе¬ реднем приводе Корда). На большинстве автомобилей ставятся покупные агрегаты карданных передач: Спайсер — 19 моделей, Юниверсал Продакте — 15 моделей, Мекеник—12 моделей, собственные и пр.—11 моделей. Как правило карданы хорошо защищены от загрязнения и снабжены долгосрочным запасом смазки—на 20 тыс. км и больше. Таким образом одновременно достигается высокая долговечность и чрезвычайная нетребовательность в отношении ухода. Задний мост Задний мост принадлежит к числу механизмов, конструкция кото¬ рых вполне стабилизирована и последние годы остается почти без изме¬ нений, исключая изменения технологического порядка. Главные передачи—преимущественно спиральными коническими ше¬ стернями 44 модели. Довольно значительно распространение гипоид¬ ных шестерен—13 моделей. Червячные передачи, применявшиеся ранее на некоторых моделях Крайслер, Нэш и дрм исчезли. В отношении разгрузки полуосей от изгибающих моментов имеем: полуразгруженные конструкции — 41 модель, разгруженные за 3/4 — 4 модели (Бюик, Кадиллак, Форд, Линкольн-Зефир), разгруженные—1 мо¬ дель (Линкольн), прочие—1 модель (Корд — холостая задняя ось). 1 ,ДРазделение по фирмам-производителям таково: Колумбия—3 мо- доли (Оберн), Спайсер — 8 моделей (Грехэм, Хэпмобил, Рио, Студебе¬ керу Тимкен 1 модель (Линкольн-12) и Салисбэрн—1 модель (Остин). Все остальные автомобили имеют задние мосты собственного произ¬ водства—44 модели. 92
Передача тойкающих усилий и реактивного момента—рессорами на 43 моделях 19 фирм и толкающей карданной трубой на 13 моделях 7 фирм. Передняя ось и руль В конструкции передних осей следует отметить новинку — примене¬ ние реактивных штанг на автомобилях Хэдсон и Терраплан, что позво¬ лило применить значительно более мягкие передние рессоры, а кроме того улучшенную кинематику рулевого механизма, ввиду совмещения осей качения передней оси и продольной рулевой тяги (рис. 3). Заслу¬ живает внимания балансировка шин и передних колес в связи с высо¬ кими скоростями движения. Например для Паккарда указывается, что шины передних колес балансируются в более узких пределах, чем зад¬ них. Передние шины имеют красный квадратный значок на вентиле, задние—красный круглый значок и таким образом, строго говоря, не* взаимозаменяемы. Рули применяются следующих конструкций: червяк и ролик на 33 моделях; червяк и кривошип на 16 моделях, червяк и сектор на 7 мо¬ делях и червяк и блок (Лавайн) на 1 модели. По фирмам-производителям рас¬ пределение таково: Джеммер — на 18 моделях, Росс—на 16, Сагинау — на 11, собственные на—11, Лавайн— на 1. Рулевое управление у многих автомобилей облегчено, как увели¬ чением передаточного числа рулевой передачи, так и увеличением общего Рис. 3. Конструкция подвески перед¬ ней оси Хэдсон и Герраплан с реактив¬ ными штангами. легкость управления, может счи- необходимое для перевода передних передаточного числа путем удлине¬ ния сошки и рычагов. Одним из параметров, характе¬ ризующих передаточное число руля, а, следовательно, в известной мере, и таться число оборотов штурвала, колес из одного крайнего положения в другое. Здесь имеем такие цифры: от 23/4 до 3 оборотов штурвала — 4, свыше 3 до 4—22, свыше 4 до 5—7, нет данных—24. Тормозы Тормозы применяются на 4 колеса, колодочного (внутреннего) типа. Почти монопольное распространение имеют гидравлические тормозы. Ими оборудованы 42 модели автомобилей из 57. Механический привод тормозов сохранили Остин, Форд, Линкольн-Зефир и Виллис, всего 4 модели. На автомобилях Хэдсон и Терраплан для повышения надежности установлены дублированные тормозы с гидравлическим и механическим приводом. Первая часть хода педали приводит в действие гидравличе¬ ский привод. В случае порчи их, дальнейшее нажатие педали включает 93
механический привод. Наиболее мощные, тяжелые автомобили — 8 мо¬ делей, имеют вакуумный сервомеханизм с механическим приводом тор- МОЗОВ. Наиболее популярны тормозы Бендикс на 22 моделях автомобилей и Локхид—на 18 моделях. Тормозы Стюарт Уорнер—3 модели, Мид¬ ленд—1 модель и собственные—13 моделей. В табл. 25 приведены размеры (диаметры) тормозных барабанов легковых автомобилей. В среднем, типичным размером тормозных барабанов для автомоби¬ лей дешевого класса можно считать 10—И дюймов, среднего класса-*- 12—13 и высшего класса—14 — 16. Таблица 25 Диаметры тормозных барабанов Коли¬ чество моде¬ лей Марки автомобилей Дюймы Миллиметры Меньше 9 Меньше 228 1 Остин . 9 , 228 2 Грехам, Виллис От 10 до ЮѴів От 254 до 256 8 Дожд, Лафайетт, Плимут, Тер- От 11 до 11Ѵ8 От 280 до 283 16 раплан, Студебекер Шевроле, Крайслер, Де-Сото, От 12 до 12‘/8 От 302 до 305 16 Грехэм, Нэш, Рио и др. Оберн, Бюик, Форд, Олдсмо- 13 330 2 бил, Понтиак, Паккард-120, Линкольн-Зефир, Кадиллак и др. Крайслер 14 355 5 Паккард, Кадиллак, Бюик От 15 до 15’/в От 381 до 384 4 Паккард, Линкольн, Дюзен- 16 406 3 берг. Кадиллак Пирс-Эрроу Заканчивая о тормозах, отметим еще новинку — обратный клапан гидравлических тормозов на автомобиле Студебекер модели „Президент", удерживающий автомобиль на подъеме в заторможенном состоянии и выключающийся при отпускании педали сцепления. Рама „В, автомобилях 1936 г. большое внимание уделено улучшению кон- г—РаМ В части жесткости их, главным образом на скручивание, пЯННм?Т для М0Делей с независимой подвеской передних колес. По Піимѵт адилЛак рамы в 23/4 раза жестче, чем в прошлом году. ' У кже удвоил жесткость рамы, почти без изменения ее веса, кие же данные сообщаются о Де-Сото. Достигается это широким применением сварки, увеличением сечения лонжеронов и траверс по вы¬ соте и ширине полок, мощными крестообразными траверсами и короб¬ чатым сечением передних и задних концов лонжеронов 94
Почти у всех автомобилей конструкция рамы соответствует очерта¬ ниям нижней части кузова, что весьма удобно в монтажном отношении и упрощает конструкцию брызговиков, кронштейнов и других деталей. Следует отметить, что рама типа „банджо", применявшаяся в предыду¬ щие годы на автомобилях Грехем-Пейдж, теперь заменена обычной кон¬ струкцией. Как уже упоминалось, количество безрамных конструкций (с несущим кузовом) увеличилось. Кроме автомобилей Линкольн-Зефир и Крайслер, следует отметить совершенно своеобразную машину „Скараб" конструк¬ тора Стаут, отличающуюся задним расположением двигателя, пневмати¬ ческой подвеской и чрезвычайно поместительным кузовом обтекаемой формы. Подвеска Некоторые данные по подвескам уже приведены в начале статьи, где отмечалось уменьшение количества моделей с независимой подвеской. Типично для 1936 г. улучшение качества рессорной подвески. Улучше¬ ние базируется на более целесообразном распределении весов, прихо¬ дящихся на переднюю и заднюю оси автомобиля. Вполне отчетливо выявляется тенденция „сбалансирования" реакций, т. е. распределения веса поровну на переднюю и заднюю ось. Такое распределение осуществлено у автомобилей Додж, Плимут, Крайслер и у Линкольн-Зефир. Корд с передними ведущими колесами имеет даже 55% веса на переднюю ось. Равномерное распределение весов достигается сдвигом радиатора вперед и размещением мотора не за, а над передней осью, в связи с чем передвигаются вперед и сиденья пассажиров. Благодаря этому становится возможным удлинить передние рессоры и уравнять или приблизить их мягкость и число колебаний к соответствующим па¬ раметрам задних рессор. По данным фирмы, частота колебаний рессор автомобиля Додж составляет для задних 85 колеб/мин., а для передних— 90 колеб/мин., т. е. почти столько же. Частота колебаний передних рессор Де-Сото указывается в пределах 90—100 колеб/мин. На автомобилях Студебекер жесткость передних рессор уменьшена с 44,7 до 40,25 кг/см на модели „Президент" и с 40,25 до 37,5 кг/см ш модели „Диктатор". Оригинальная система реактивных штанг, разгружающих передние рессоры от усилий, возникающих при торможении, примененная на авто¬ мобилях Хэдсон и Терраплан, позволила дать исключительно мягкие передние рессоры с коэфициентом жесткости 19,7 кг/см вместо ранее бывших 42 кгісм. Крепление рессор к раме (сережки) выполняется в различных кон¬ структивных видоизменениях. Сережки, снабженные мягкими резиновыми элементами (втулками), ставятся на 36 моделях. Несколько меньшим распространением пользуются U - образные (цельные) сережки с навинтованными пальцами, легко воспринимающими боковые усилия и хорошо удерживающими смазку. Такие сережки ставятся на 12 моделях. У шести моделей металли¬ ческие сережки с іладкими пальцами. Антифрикционная конструкция 95
на шарикоподшипниках применяется на 3 моделях (Пирс-Эрроу). Заметна тенденция ставить сережку спереди передних рессор для улучшения ру¬ левой геометрии и избежания шимми. Для этой же цели применяются пружинные амортизаторы крепления задних концов рессор. На автомобиле Линкольн левая передняя рессора монтируется на двух сережках и ось снабжена одной реактивной штангой (слева). Увеличенная мягкость подвески влечет за собой уменьшение боковой устойчивости кузова. Для устранения этого применяются стабилизаторы поперечной устойчивости, представляющие собой стальной стержень, работающий на скручивание при неодинаковом прогибе рессор правой и левой сторон автомобиля. В 1936 г. такие стабилизаторы добавлены на автомобилях Бюик и Додж (спереди) и имеются спереди и сзади у Кадиллака. Кузовы Кузовы автомобилей 1936 г., напоминая в общем модели прошлого года, имеют ряд улучшений, направленных в основном к дальнейшему увеличению комфорта и удобства пассажиров. Внешний вид приобретает очертания, приближающиеся еще на шаг к обтекаемым формам. Умень¬ шается габаритная высота машины, одновременно со снижением центра тяжести.* Особенно это заметно у Корда с передними ведущими коле¬ сами, имеющего рекордно малую высоту — 60" (1525 мм). Линкольн- Зефир (безрамная конструкция) достигает 69" (1750 мм). Прочие машины также близки к этой цифре. Увеличивается наклон переднего (ветрового) стекла. Так, у Линкольна наклон доведен с 20 до 27°, а у Корда (машина полуспортивного типа) даже до 45°. „Виобразное", т. е. угловое переднее стекло, становится „модным* и применяется на большинстве марок. „Воздерживаются" пока некоторые фирмы дешевых автомобилей—Форд, Додж, Плимут, Грехэм, так как это несколько удо¬ рожает машину. Хепмобил ставит на более дешевых шестицилиндровых моделях прямое стекло, на восьмицилиндровых—„виобразное". Задняя часть кузова сильно удлинена, что позволяет получить под панелью достаточно емкое помещение для запасного колеса или дорожных ве¬ щей, чемоданов и т. д. У некоторых автомобилей (Крайслер, Форд, Додж) сигнал скрыт под крыльями. У Доджа, для стиля, решеточки отверстия в крыльях (перед рожком сигнала) имеют те же очертания, что и облицовка радиа¬ тора. У Грехэма механизм сигналов скрыт в удлиненной задней части корпуса фар и снаружу видны лишь рупоры. Еще дальше идет Корд, применив убирающиеся в крылья фары на сложных поворотных крон¬ штейнах. Много внимания уделено увеличению емкости кузовов. На многих машинах переднее сиденье рассчитано на 3 пассажиров и таким образом в спецификацию вошли 6-местные кузовы с двумя рядами сидений, в отличие от прежних 5-местных двухрядных и 6- и 7-местных трехрядных расположений. Такие кузовы ставят Крайслер, Де-Сото, Хэпмобил, Хедсон, Лин¬ кольн-Зефир, Студебекер, Нэш. В дешевом классе: Лафайетт, Студе¬ бекер („Диктатор"), Нэш (модель 400), Терраплан. В связи с этим ширина переднего сиденья доведена до 50" (Терраплан) с уширением на высоте 96
локтей и плеч (которое также имеется у Бюика, Крайслера и Форда) до 56" (1420 мм). Размер заднего сиденья 49". Колея передних колес по этой причине увеличена с 56 до 571//'. Увеличенное пространство для ног (у задних сидений) имеют Паккард-120, Крайслер и Студебекер. Для увеличения свободного пространства у пе¬ редних сидений рычаг ручного тормоза перенесен на левую сторону — под шиток (у Олдсмобил, Корд, Рио, Крайслер, Кадиллак). В области улучшения вентиляции кузовов может быть отмечена но¬ вая оригинальная система у автомобиля Хэдсон, где имеется впускное отверстие для воздуха над задней осью, снабженное воздушным сетча¬ тым фильтром. Вытяжка воздуха из кузова осуществляется поворачи¬ вающимся сектором бокового (переднего) стекла и сдвижным боковым задним стеклом, таким образом избегается возникновение сквозников. Типична для кузовов легковых автомобилей стальная крыша, обе¬ спечивающая большую жесткость и надежность кузова, и выполняемая в виде цельной стальной штамповки, или в виде вкладного листа вместо ранее применявшейся крыши из специальных тканей. Во втором случае становится возможным избежать радикального переконструирования кузова и, изолировав вкладной лист, использовать его в качестве антенны радиоприемника, получившего теперь массовое распространение на автомобилях. Стальные крыши применяют: Нэш, Ла¬ файетт, Бюик, Студебекер, Грехэм, Крайслер, Рио, Додж, Де-Сото. Исключительное внимание уделено проблеме уменьшения вибрации и шума. Источники их — вибрации двигателя и шасси, шум всасывания и выхлопа, вибрация поверхностей кузова под влиянием вибрации шасси, а также от воздействия воздушных вихрей. Борьба с шумом ведется, во-первых, путем устранения генераторов вибрации и шума, во-вторых, путем изоляции генераторов вибрации от больших резонирующих поверхностей рамы и кузова и, в-третьих, за¬ щитой слуха от уже возникшего на этих поверхностях шума. Для этого произведены конструктивные улучшения шасси — сайлент¬ блоки в сочленениях, сделано гибкое крепление двигателя, улучшены подвески, увеличена мягкость шин, введены изолирующие прокладки между кузовом и рамой. Кроме того делают резиновые панели на вибри¬ рующих поверхностях, например на подножках, крышах (для уменьше¬ ния числа колебаний вследствие увеличения инерционных масс), звуко¬ изолирующие и звукоабсорбирующие панели и обивка на поверхностях кузова (передний щиток, пол, стены, крыша), зачастую многослойные, достигающие значительной толщины (до 20 — 25 мм). Ведутся научно поставленные работы по исследованию „состава*4 (по частотам колебаний, по громкости и т. д.) шума, издаваемого раз¬ личными частями шасси и кузова при различных условиях движения автомобиля. Производится специальный подбор „антишумовых* материа¬ лов и точное специфицирование их качеств, так как выяснено, что применявшиеся материалы далеко не всегда по своей эффективности отвечали предъявляемым к ним требованиям. Тем не менее проблема шума в автомобиле полностью разрешенной считаться пока еще не может. Заканчивая о кузовах, остановимся еще на вопросе о том, какие типы кузовов наиболее распространены. 7 Автомобильный мотир. 97
в ранние годы развития автомобилизации в США преобладали от¬ крытые типы кузовов. Так. например, в 1921, 1922, 1933 гг. открытые кузовы составляли не менее 6О«/о всего выпуска. В дальнейшем, в связи с увеличивающимся насыщением страны автомобилями и широко при¬ меняемым безгаражным хранением машин, несмотря на сравнительно мягкие климатические условия, преимущества закрытых кузовов привели к изменению имевшегося ранее соотношения. В начале 1934 г. выпуск закрытых кузовов составлял уже 50 /0 и в дальнейшем этот процент неуклонно и быстро повышался, приведя к тому, что в настоящее время выпуск открытых автомобилей в общей сложности меньше одного процента. Более подробно распределение производства автомобилей по типам кузовов за последние 5 лет представлено в табл. 26 (США и Канада вместе). Таблица 26 Типы кузовов 1931 г. 1932 г. 1933 г. 1934 г. 1935 г. П р о ц е н т ы Про¬ центы Штуки Родстер 5,45 3,04 0,73 0,57 0,15 5261 Фаэтон (туринг) . . 1,62 0,96 0,65 0,65 0,10 3559 Конвертибл-купе . . 3,25 2,81 1,30 1,58 0.57 19357 Конвертибл-седан . 0,94 0,74 0,10 0,13 0,08 2681 Купе 21,50 21,70 19,99 15,93 13,94 477440 Седан 2-дверный . . 25,71 30,57 32,80 36,58 38 67 1 24608 Седан 4-дверный . . 37,57 37,57 42,20 42,38 44,46 1523018 Прочие типы закры¬ тых кузовов 3,23 1,45 1.41 0,26 0,31 10743 Шасси (без кузова) . 0,73 1,46 0,82 1,92 1,72 58911 Итого . 100 100 100 100 100 3425578 Как видно, основные типы — это закрытые кузовы (4-дверный и 2-дверный седаны) и, в несколько меньшей степени, купе. Все прочие типы выпускаемого ассортимента составляют весьма незначительное коли¬ чество. Следует упомянуть также, наряду с общим улучшением эксплоата- ционных качеств автомобилей, такие мероприятия, как упрощение во¬ просов ассортимента запасных частей путем унифицирования ряда агре¬ гатов на нескольких моделях одной фирмы, например, Бюик и умень¬ шения количества моделей, например, Грехэм, Студебекер и Рио. е останавливаясь на ряде отдельных конструктивных новинках, можно сказать, чго и приведенный материал достаточно характеризует масштабы, технику и динамичность американского легкового автомобиле¬ строения, многие особенности которого с пользой могут найти приме¬ нение в развивающейся автомобильной промышленности Союза. 98
Инж. А. Б. ПРОБЛЕМА АВТОМАТИЧЕСКИХ ПРОГРЕССИВНЫХ КОРОБОК ПЕРЕДАЧ Проблема автоматической прогрессивной передачи остается одной из наиболее острых проблем современного авто-танкостроения. До сих пор управление зубчатой ступенчатой коробкой передач, обычно применяемой в автомобиле, тракторе и танке, является операцией технически не¬ совершенной, требующей от водителя большого искусства. Для переклю¬ чения шестерен надо выключить сцепление, сбросить газ, переключить передачу и вновь включить сцепление, плавно прибавляя газ. Эта слож¬ ная операция становится еще сложнее в боевой обстановке. Водитель находится под воздействием психических факторов. Максимум своего внимания он должен уделять наблюдению за полем боя. Маневрирование на поле боя требует частого переключения передач. Неискусно произведенная перемена передачи может заглушить мотор. Танк остановится и превратится в несложную и заманчивую артиллерий¬ скую цель. Недостатки ступенчатой зубчатой коробки передач про¬ являются тем сильнее, чем выше тоннаж автомобиля или танка. В последние годы изобретательская мысль как за границей (Константи- неско, Де-Ляво, Непир и др.), так и у нас особенно упорно работает над этой проблемой. Искания изобретателей часто направлены по теоретически неверному пути, который заведомо не может дать решения проблемы. Ниже приводимая статья является переработкой труда Константинеско. Предлагаемый материал позволит предотвратить на¬ прасную трату средств и времени многих изобретателей и кроме того ознакомит наших техников с несомненно оригинальными методами, ко¬ торыми пользовался Константинеско при исследовании данного вопроса. Основные требования, которые предъявляются к автоматической прогрессивной коробке передач, могут быть сформулированы так: 1) полный автоматизм в управлении, 2) наиболее экономическая работа двигателя. Выполнение первого требования предусматривает такую конструкцию передачи, которая допускала бы при постоянном числе оборотов и по¬ стоянном крутящем моменте ведущего вала, возможность получения на вторичном валу плавного и непрерывного изменения крутящего момента и при этом точно в соответствии с обстоятельствами движения. Тем самым будет выполняться и второе требование. Это, конечно, не исклю¬ чает возможности иногда прибегать к дросселированию, когда по условиям движения машина не может использовать полной скорости. Рассмотрим одну из известных моделей коробки, предложенной Napier’oM, которую принято у нас считать автоматической (рис. 1). 7* ' 99
Здесь. л-вал двигателя, В—вал трансмиссии воащается здесь. « наоезной части вала В. Если вал д вращается, Диск С сидит на нар навертываться на нарезку, а вал В неподвижен, то диск С оудеі и На валу А'. ц Лі1== 71620-^- KZjcM, (1) окружное усилие: Г1 Если вал В вращается и известен момент на этом валу, то. 7*2 ИЛИ М, = М, (2) 3 G Из условий равенства окружных скоростей в точке соприкосновения дисков имеем: °2 > (dj 7*2 и окончательно: œ 2 Мг Гі /И2 г2 ’ (3) Для данного значения THj и М2, есть величина вполне определен¬ ная. Если мы будем увеличивать ТЙ2 (714! = const), то диск С (рис. 1), Рис. 1. в Число оборотов стоянным. Тогда из смещаясь направо, будет сжимать пружину и сокращением длины пружины будет уменьшаться радиус гѵ Таким образом при помощи пружины достигается связь между п и М2. Эта связь может быть выражена линейной функцией: Д 1\ = АМ2 + В. (4) Определим значение постоянных А и В. Пусть наибольший крутящий момент на вторичном валу будет /И при тро¬ гании с места,ЛГеТТогда ш2 = 0. первичного вала (вал двигателя) принимаем по- уравнения (3) г1 = 0 и из формулы (4): 0 = АМ ,~В; А^~* В. Ms Рассмотрим второй случай, когда на вторичном валу нет крутящего момента (колеса буксуют на идеально гладкой дороге). Тогда очевидно 1С0
TH2 = 0 и = Z? = г0, т, e. радиус принимает наибольшее значение Окончательно мы можем написать: В . п А МЛ /сч Г1~ + ro(1 ,o) Но Г1~м/2' отсюда Y mJ~m23' и окончательно -Я0- (6) Эта формула дает связь между первичным и вторичным Мп крутящими моментами. При Л11 = const, ТИ2 также const, так как г = const, г2 = const, /И — const. Следовательно в данной пере- даче невозможно 'получить автоматическое изменение вторичного кру¬ тящего момента М2 при неизменном моменте двигателя (условия, опре¬ деляющие автоматическую прогрессивную передачу). Вторичный крутящий момент является функцией крутящего момента двигателя и может быть изменяем только с помощью дросселиро¬ вания. $ Выше указывалось, что вторичный крутящий момент изменяется от нуля до Ms, Исследуем в каких пределах меняется Мг: '2 '2 lvls dMx=b.dM2—^~2 ; Г2 3 г9 M, ... ro j к, /, 2ЛЕ \ rf/W. - — d/W, I 1 I; r2 \ 'Ч / dMv _ r0 / 27W2 \ dM„ ~ r2 I M /' Отсюда определяем значение вторичного крутящего момента, кото¬ рому соответствует наибольшее значение первичного момента. Обозначив его символом получим: м S 2п~Т’ подставляя в формулу (6), найдем: мг г. 1 — 2 101
или М. = Ія Очевидно наибольший крутящий момент, который двигатель, будет Л41я, он соответствует моменту на может развить вторичном валу 2л Здесь не следует смущаться тем обстоятельством, а /И2л соответствует наибольшему первичному моменту ЛІ1я. вывод: чтобы повысить Отсюда, на вторичный первый взгляд парадоксальный На рис. 2 представлен M1=f момента М2 первичный момент Л11 крутящий момент (больше ÆL) мы должны уменьшить первич¬ ный крутящий момент, ибо уве¬ личивать /И, мы не можем in (он максимальный). Этот пара¬ докс легко разрешается урав¬ нением (6), из которого видно, что /И1 изменяется от 0 до О, переходя через Л41л. (Л/2). С увеличением вторичного начинает падать, т. е. машина может двигаться только при прикрытом дросселе. Далее мы остановимся на этом обстоятельстве более подробно. Выше мы определили: ЛГ in __го_ ч 2г2 ’ 2 ’ о М, 4 ' о что ЛІ > ÆL 1 Пусть 2L 2г2 Р’ Тогда будем иметь: м а М М - ЛѴ 9 1п - —р. ап Символ p обозначает нормальное соотношение крутящих моментов.. Преобразуем формулу (6), поделив обе части на М& получим: MS Г2 Ms 1—^2 Л1 S если обозначим М2 ra - =m,t ~ =т. ^=2р> ТО ™і = 2р т2 (1 —м2). (î> 102
Решая уравнение (7) относительно т2, получим: (8) Из уравнения (8) видим, что одному и тому же первичному крутящему моменту М соответствуют два значения вторичного крутящего момента. То же самое видно из рис. 2. Действительная величина вторичного момента iïi2 получается только в случае, если 2/nj J Р или но _ ж? mi~ Ms ’ тогда Z ° (9) Если величина Л41 будет больше вся энергия пойдет на приращение движения резко спадет. Водитель должен следить, чтобы — М , то двигатель* разгрузится и 2 5 живой силы маховика.;| Скорость к-*. неравенство (9) соблюдалось. s Это потребует внимательного наблюдения за тахометром. С другой стороны интересно отметить, что в рассматриваемой модели передачи с компенсирующей пружиной (типа де-Лаво) соотношение, отмеченное уравнением (6), не зависит от угловых скоростей. Действи¬ тельно, из уравнения (3) имеем: 7VÏ1g)1 = Из уравнения (6): - Г0 лл ( - Æf 2 \ Гз 1 — ЛГ ) и (8) следует, что если Af1 = const, то Ж2 = const, т. е. = const. Иначе говоря, при данных условиях дороги (/И2 = const) передаточ¬ ное отношение может быть изменено только изменением Мл т е дрос¬ селированием двигателя. ’ ‘ 103
Если = i — передаточное отношение, то _2^1= . 1 ~ ~й\і “ 7И2 ГП2 ’ из формулы (7) можем написать: ^1 = і = 2р (1—m2); т2 заменяя т2 через т1 по формуле (8) получим окончательно: І = Р(1 (10) Из этой формулы следует, что передаточное число і меняется от О Р до 2 р. Действительно, при і — р, при тх = 0 і = 0 или Л* і — 2 р. Для большей ясности найдем зависимость между крутящими момен¬ тами (вторичным и первичным) и передаточным числом і. Это даст нам возможность построить кривые: (і) m2=f2 (О- Из формулы (7) имеем: но, как мы видели раньше (формула 3): т2 М2 о>і ’ тогда: Нормальное отношение крутящих моментов р есть величина по- стоянная. Если мы примем 1^ = const, т. е. постоянный режим работы дви- г теля, то будет пропорционально скорости движения ма¬ шины. Обозначим эту величину через kv, где k — постоянный коэфи- циент пропорциональности, ѵ — скорость движения машины. Тогда имеем: m2—l — kv. (11) Из соотношения /Wj : tn2 — : (Djf 104
подставляя значение т2 из формулы (И), получаем: /»!=—(! — kv), (Oj НО • ^-=kv, Ш1 2 P тогда (do = 2 рАг' или, обозначая 2 pk = kr = const, получим: m1 = k1v (1 — kv). Формула (11) дает зависимость между скоростью движения машины и вторичным крутящим моментом, т. е. моментом сопротивления на ведущих колесах. Эта зависимость линейная (рис. 3). Наибольшее Рис. 3. Рис. 4. значение из формулы (11) т. е. при ѵ — 0, тогда но отсюда: получается при трогании /па= 1, т*~ м~1, О Ma = Ms, машины с места, т. е., как и следовало ожидать, наибольший крутящий момент равен пусковому моменту . Формула (12) изображается параболой, представленной на рис. 4. Кривые, представленные на рис. 3 и 4, характеризуют всю работу „автоматической передачи В качестве вывода следует отметить: 1) передачи с компенсирующими пружинами типа де-Лаво не могут ни в какой мере претендовать на решение вопроса автомати¬ ческой передачи; 105
2) управление машиной помощью дросселя также не решает вопроса, так как такой способ требует значительного повышения мощности двигателя. При анализе коробки передач мы приняли линейную зависимость между л и Мо: г1 = ДМ24-В. В передачах, где эта зависимость имеет другой характер, будут дру¬ гие выводы. Но основной вывод, что передача такого типа не имеет характера автоматической, остается в силе, пока существует функцио¬ нальная зависимость между первичным крутящим моментом и вторич¬ ным вида: /(Мь М2) = 0. Это уравнение Константинеско называется „инвариантом", призна¬ ком, наличие которого характеризует передачу как неавтоматическую. Действительно, при 4/ = const, мы всегда будем иметь М2 = const, т. е. постоянный вторичный крутящий момент. Все выкладки, которые мы выше проделали, справедливы только при тех ограничениях, которые мы указали (ш^ — const). Более точные исследования дали бы, очевидно, несколько иные результаты, но основ¬ ные выводы остались бы прежними.
II ДИНАМИКА И ИСПЫТАНИЕ АВТОМОБИЛЕЙ
Инж. Б. М. КУРЕПИН ЛАБОРАТОРНЫЕ ИСПЫТАНИЯ ВОЗДУХООЧИСТИТЕЛЕЙ ДЛЯ АВТОТРАКТОРНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ В печати уже неоднократно обсуждался вопрос о том, какой вред приносит двигателю пыль, преждевременно изнашивая цилиндры, поршни, кольца и т. д. Поэтому, снабжение автомобильного, а в особенности тракторного двигателя надежным воздухоочистителем приобретает осо¬ бенно важное значение. Требования, которые предъявляются к воздухо¬ очистителю, заключаются в следующем: 1) высокая степень очистки, независимо от рода и размерности пыли, 2) возможно низкое сопротивление воздухоочистителя просасыванию воздуха, 3) возможно большая продолжительность работы без понижения степени очистки и повышения сопротивления, 4) простота и прочность конструкции, 5) легкость и простота обслуживания, 6) компактность, 7) низкая стоимость. Очевидно, что ответ на первые три вопроса можно получить лишь испытывая воздухоочиститель на специальной установке. Существующие типы установок не дают необходимой точности работы, давая ошибку не ниже 1О°/о. Кроме того, как мы увидим ниже, продолжительность снятия одной рабочей точки доходит до 8 часов. Это, конечно, затрудняет и затягивает исследование, создавая препятствие к более широкой постановке испытания. Поэтому предла¬ гаемая работа имела целью уменьшить ошибку опыта по крайней мере ДО 1°/о> значительно снизить продолжительность испытания и облегчить условия его проведения. Выбор типа подобной установки, для дальней¬ шего ее проектирования, а также необходимые экспериментальные исследования были произведены автором под руководством проф. В. И. Сороко-Новицкого в лаборатории двигателей Авто-механического института им. Ломоносова. Параметры, подлежащие определению при испытании воздухоочистителей Проведенная работа прежде всего касалась изыскания метода опре¬ деления степени очистки. Этот параметр, связанный иногда с весьма малым пылесодержанием воздуха, выходящего из очистителя, представ¬ 109
ляет большие трудности для определения. Собирание малых количеств пыли И ИХ фиксирование может быть источником значительных неточ- Н0С(2тёпень очистки воздуха может характеризоваться отношением веса пыли, задержанной фильтром к общему весу поступившей. Введем следующие обозначения: d — степень очистки, q вес пыли, поступившей в воздухоочиститель за опыт в граммах, Q1 вес пыли, задержанной воздухоочистителем в граммах, Оз — вес пыли, пропущенной воздухоочистителем в граммах п _ Оі — О3 _ . Gs R-~G;- GT" g, • Степень очистки может быть выражена также через величину пыле- содержания воздуха. Последняя представляет собой количество пыли в единице объема воздуха. Отсюда имеем: G, = gi • L • z; Gs=g3 • L • z, где: —пылесодержание воздуха, поступившего в воздухоочиститель в г/лс3, £з — пылесодержание очищенного воздуха в г/лс3, L —часовой расход воздуха в м31час, z — время опыта в часах. Легко видеть, что gi Из этого уравнения видно, что значение степени очистки зависит от величины начального пылесодержания воздуха, поэтому степень очистки должна быть отнесена к определенному ее значению. Так как степень очистки может быть измерена отношением количе¬ ства пыли до и после очистителя, то для ее определения достаточно найти отношение количества осевших пылинок за определенный про¬ межуток времени в двух участках трубопровода, находящихся до и после очистителя. Сопротивление воздухоочистителя определяется перепадом давлений во всасывающей трубе до и после места его включения и зависит от скорости протекающего воздуха. Продолжительность работы воздухоочистителя выражается в единицах времени. Наиболее затруднительна для определения из всех параметров сте¬ пень очистки, величина же сопротивления определяется нормальными методами, принятыми при испытании двигателей. Поэтому данная работа в основном посвящена выбору методики определения степени очистки. Как мы видели, для этого необходимо либо найти вес пыли, посту¬ пившей в очиститель, задержанной в нем и пропущенной им, либо определить значение пылесодержаний воздуха до и после воздухоочи¬ стителя. ПО
Определение по весу требует взвешивания распыляемой перед воздухо¬ очистителем пыли, количества пыли, пропущенной и задержанной им. Определение же по пылесодержанию требует извлечения из воздушного потока только части пыли и определения соответствующего расхода воздуха. Способы осаждения пыли Рассмотрим ряд способов осаждения пыли из воздушного потока, применяющихся в исследованиях санитарного и метеорологического порядка и в промышленности. Сюда относятся следующие: фильтрование запыленного воздуха, оса¬ ждение и отсеивание пыли из воздушного потока, экранирование, кони- метрирование, осаждение 'методом электропре¬ ципитации. Z • , Метод фильтрования состоит в том, что —\ //// * поток запыленного воздуха пропускается через какое-либо пористое тело, которое удержи- Рис* Алонж. вает содержащуюся в воздухе пыль. В качестве пористого тела применяются: вата, войлок, бумага и пр. В санитар¬ ной практике употребляют для улавливания пыли так называемый алонж (рис. 1 ), представляющий собой небольшой стеклянный сосуд с двумя отверстиями. В сосуд набивается вата, через которую с небольшой скоростью просасывается запыленный воздух. В других случаях воздух пропускают через воду, после чего она подвергается выкипанию. Пыль остается в сосуде. Метод фильтрования не отличается высокой точностью, Рис. 2 и 3. Осадочные камеры. так как пылинки могут проскаки¬ вать через фильтрующее тело. Осаждение пыли из воздуш¬ ного потока основано на ее вы¬ падении под действием собствен¬ ного веса при пропускании воз¬ духа через осадочные камеры, ко¬ торые представляют собой внезапные расширения воздушного потока с небольшой скоростью (0,3—0,5 м/мин) (рис. 2). Необходимость большой длины камеры для того, чтобы пыль успела осесть, и большого поперечного сечения, для того, чтобы получить небольшие скорости воздуха, создают большие габариты уста¬ новки. Трудность взвешивания малых количеств пыли, рассеян¬ ных по большой поверхности, приводит к небольшой точ¬ ности опыта. Это обстоятельство и очень большая продолжительность испытания не позволяют принять этот метод за основу при исследовании воздухоочистителей. Го же самое относится и к методу отсеивания пыли. В этом случае осадочные камеры снабжаются перегородками, предназначенными для изменения направления потока. Пыль отделяется вследствие сохранения пылинками первоначально принятого направления движения (рис. 3). В других конструкциях воздуху при- 111
лается вращательное движение. При этом отсеивается в основном только крупная пыль, мелкая же подхватывается воздухом и уносится дальше. Осаждение пыли методом экранирования отличается большой про¬ стотой. На пути воздушного потока устанавливается экран в виде пла¬ стинки или стеклышка. Экран покрывается тонким слоем липкой жид¬ кости, на которую осаждается пыль. Этот способ далеко не всегда может дать надежные результаты—возможно проскакивание и сдувание пылинок с экрана. Кониметрический метод использует для улавливания пыли те или иные термо аэродинамические явления. Сюда относится распространенный в ме¬ теорологии и санитарной технике метод Оуэнса. Запыленный воздух всасывается в увлажненную трубку а (рис. 4); насыщаясь парами воды и проходя через узкую щель Ь, он мгновенно расширяется. При расши¬ рении давление быстро падает, вместе с этим понижается температура. В силу этого водяные пары конденсируются и осаждаются на пылинках. Ударяясь об экран с влажные пылинки прилипают к нему. Этим мето¬ дом в основном улавливается мелкая пыль, крупная на экране не оса¬ ждается. Наиболее надежным и удобным является осаждение пыли методом электропреципитации. Метод основан на явлении ионизации воздуха, про¬ сасываемого сквозь электрическое поле, создаваемое между электродами воздушного конденсатора. Этот метод широко используется в промыш¬ ленности для очистки дымовых газов. Методы определения степени очистки Осажденное количество пыли должно быть каким-либо образом опре¬ делено для нахождения степени очистки. С этой целью могут быть при¬ менены следующие методы: взвешивание, колориметрирование, измерение электропроводимости, подсчет числа пылинок, измерение силы света. При исследовании воздухоочистителей зачастую применяется метод фильтрования запыленного воздуха с последующим взвешиванием задер¬ жанной пыли. С этой целью после испытуемого очистителя включается так называемый абсолютный, который теоретически должен удержать всю ту пыль, которую пропустил испытуемый. По разнице весов абсо¬ лютного фильтра до и после опыта определяется количество задержан¬ ной пыли. Несмотря на распространенность этого метода, нельзя не отметить грубость его определений. Пыль, в особенности мелкая, может проска¬ кивать через фильтр. Для повышения точности должна быть понижена скорость воздуха, либо увеличена площадь и толщина фильтра. Послед¬ нее может привести к невозможности использования аналитических весов, что понизит точность опыта. При взвешивании надо обязательно привести фильтр к равному весу для устранения влияния влажности. Точность этого метода по данным санитарной техники и исследова¬ теля инж. Зелль (VDI, № 10, 1931 г., инж. Зелль — Способы исследо¬ вания воздушных фильтров) лежит в пределах 10 2О°/о. 112
Последний применил при испытании воздухоочистителей метод коло¬ риметрирования. Вместо пыли он применил анилиновую краску. Абсо¬ лютный фильтр представлял собой плотную материю. Материя после опыта промывалась в воде и по степени закрашивания последней опре¬ делялась запыленность воздуха. Значительные неточности могут возник¬ нуть здесь при подборе краски, которая по размерности, удельному весу и некоторым физическим свойствам должна соответствовать дорож¬ ной пыли. Вместо краски может быть использовано другое вещество, например изменяющееся электрическое сопротивление растворителя. Определение количества осевшей пыли путем подсчета числа пыли¬ нок с помощью микроскопа может быть применено при экранировании, электропреципитации и*в методе Оуэнса. Этот способ вполне точен, но слишком кропотлив и утомителен. Методика испытания воздухоочистителей и испытательные установки Установки для испытания воздухоочистителей автотракторных двига¬ телей состоят из ряда основных^ узлов: 1) приспособления для распыления пыли, 2) прибора для определения количества пыли, 3) приспособления для замера расхода воздуха, 4) манометров для определения давления до и после воздухоочи¬ стителя, 5) отсасывающего вентилятора. Рассмотрим несколько установок, применяющихся за границей и у нас. Установка Гофмана1 (Калифорния). Распылительное устрой¬ ство состоит из поршенька, подающего заряд пыли в полость быстро вращающейся щетки. Щетка распыляет заряд в струе поступающего в установку воздуха. Пыль, пропущенная испытуемым воздухоочисти¬ телем, улавливается абсолютным фильтром. Степень очистки определяется по весу заряда пыли и разнице весов абсолютного фильтра до и после опыта. Этот метод не отличается точ¬ ностью, вследствие проскакивания пылинок через абсолютный фильтр и трудности его взвешивания. Сопротивление воздухоочистителя определяется путем замера давле¬ ний обычным пьезометром. Примерно по такой же схеме выполнена установка Дюлля (Гер¬ мания). Установка Джибса2 (Англия). Примененный способ распили¬ вания несколько примитивен. Пыль из пипетки наносится на боковую поверхность вращающегося шкива, который подает пыль к устью всасы¬ вающей трубы (рис. 5). Hoffm^E’ 1927’ ИЮЛЬ‘ Efficiency Test for Radial Fan Type Air Cleaners by and Natlfan660"^ 193°’ август> The Efficlency of Air Filter by Gibbs, Brand 8 Автомобильный мотор. -1-fQ
Пипетка Л Различная величина пылесодержания воздуха достигается изменением расстояния от пипетки до шкива и использованием шкивов разных диа¬ метров. Часть очищенного воздуха отсасывается отдельным вентилятором по трубочке через эксикатор, в поперечном сечении которого натянута обеззоленная бумага. Бумага играет роль абсолютного фильтра и удер¬ живает в себе остатки пыли. После опыта бумага сжигается, а остав¬ шаяся после сгорания пыль взвешивается. Расход воздуха замеряется диафрагмой. Итак, степень очистки определяется величи¬ нами пылесодержаний запылен¬ ного и очищенного воздуха. Суждение о пылесодержаний путем отсоса доли запыленного воздуха через трубочку имеет значительные погрешности за счет неравномерности распре¬ деления пыли и скорости воз¬ духа по поперечному сечению трубы. Методика испыта¬ ний НАТИ1. Пыль в уста¬ новке НАТИ распыляется и дозируется прибором, выпол- Рис. 5. Установка Джибса. р ненным по типу кофейной мель¬ ницы. звешиванию подлежит распыляемая пыль и удерживаемая в воз¬ духоочистителе. В случае масляного очистителя применяют следующий к'°.\0ТДеЛеНИЯ пыли от масла* Растворяют масло в бензине и промы- **зином весь очиститель и набивку. Полученный раствор выпари- ство чяпрп темпеРатУРе 150° Ц. Сухой остаток принимается за количе¬ ство задержанной пыли и взвешивается. очи^ителе°Л^Рп^ достаточной точности при взвешивании в воздухо- гается знячит Р »аЮТ возможно больш<* количество пыли, что дости- Значение“^^"^^«"Р^жительностью опыта, длящегося 8 часов. отлиХ^Х^ результате этого метода, вряд ли ОДНОЙ точки опыта (учитывая промывку вает исследование. J того, длительность получения и выпаривание) крайне затяги- Установки, испытанные в Авто-механическом институте в двУхРнаправдениях, ^соотвеЕтственноВТдвѵмХтНИЧеСК°М инститУте велась сухим и жидкостным. В качестве способа п В03дУХ00чистителей— метод электропреципитации Степей^ очист^Х"™ ПЫЛИ бЫЛ ПрИНЯТ случае фотоэлектрическим путем а во втопом R °пределялась в пеРв0М j , о втором—взвешиванием. Совместно 1 .Мотор*, 1934, № 8 и 9 Конев- пыльной дороге. повысить эксплоатацию двигателя на 114
Пост, ток высок. на пр. Рис. 6. Схема электро¬ фильтра. мы имеем дело с пылью, проникающей через жидкостный воздухоочиститель, могут про¬ никнуть капельки жидкости. Это требует высушивания пыли и приве¬ дения ее к равному весу. Поэтому второй метод более длителен и требует известной тщательности в работе, в то время как первый крайне прост, точен и требует мини¬ мальной затраты времени. Следует отметить, что пыль, выходящая из жидкостного очистителя, сама по себе является сухой, так как проникает через жидкость в пу¬ зырьках воздуха. Однажды смоченная пыль не может оторваться от жид¬ кости, вследствие значительной величины сил поверхностного натяжения жидкости. Поэтому, если жидкость не расходуется из очистителя, то в этом случае может быть применен первый метод, либо второй без высушивания пыли. Остановимся более подробно на принципе электропреципитации. Осаждение пыли электрофиль¬ тром. Рассмотрим электрическое поле, обра¬ зованное между двумя электродами, из кото¬ рых один выполнен в виде пластинки, а дру¬ гой—в виде перпендикулярно направленного к ней острия (рис. 6). Электроды присоеди¬ нены к зажимам источника постоянного тока высокого напряжения. Очевидно, что в данном с неоднородным электрическим полем. Концентрация силовых линий будет больше возле острия. Ток в цепи электрофильтра возникнет при ионизации воздуха в элек¬ трическом поле при определенном значении разности потенциалов на электродах, близком к пробойному. Дальнейшее увеличение напряжения влечет за собой резкое возра¬ стание тока до тех пор пока не произойдет пробой. Возникновение тока в цепи объясняется явлением ионизации воздуха в области между электродами. При определенном значении напряженности поля около острия возникает свечение, называемое в этом случае короной. Моле¬ кулы воздуха в этом небольшом пространстве под влиянием разряда расщепляются на положительные и отрицательные ионы. Последние на¬ правляются к тому или иному электроду в зависимости от знака. Ионы при расщеплении молекулы приобретают большую живую силу и встре¬ чая на своем пути нейтральные молекулы, уже вне области коронного разряда, ударяются о них с такой силой, что в свою очередь расщеп¬ ляют их. Последнее явление носит название ударной ионизации. Таким обра¬ зом, за счет самостоятельной и ударной ионизации все электрическое поле оказывается ионизированным. Пылинки, попавшие в это ионизи¬ рованное поле, заряжаются тем или иным знаком и притягиваются к электродам. Так происходит осаждение пыли. Форма электродов может быть выбрана различной, лишь бы полу¬ чить неоднородное электрическое поле. В промышленных установках часто применяют фильтр, состоящий из трубы и протянутого внутри нее провода, либо ряда параллельных пластин, чередующихся с продольными 8* 115
проводами. Обычно осаждения пыли на центральном электроде почти не происходит. Предположим, что корона у нас отрицательного знака. Образующиеся электроны будут иметь направление в сторону другого электрода, например трубы, т. е. будут постепенно переходить из обла¬ сти более насыщенной ионами в область менее насыщенную. Вследствие этого они благополучно достигнут трубы, где нейтрализуются. Положи¬ тельные же ионы, приближаясь к проводу, все чаще встречают свобод¬ ные электроны. При столкновении они нейтрализуются, а затем пере¬ заряжаются в отрицательные и идут обратно к трубе. Таким образом, лишь немногим положительным ионам удается достигнуть провода. Скорость движения отрицательных ионов больше чем положитель¬ ных, поэтому количество задержанной пыли значительно повышается в случае отрицательной короны. Не все типы электрофильтров поддаются расчету. Наиболее разработан в теоретическом и экспериментальном отноше¬ ниях цилиндрический фильтр (провод и труба). Напряженность поля такого фильтра, который представляет собой цилиндрический конденса¬ тор, может быть найдена из уравнения: Л In — г где: Ех выражено в вольтах на 1 см, V—приложенная разность потенциалов, X — расстояние от оси цилиндра в см, Rnr радиусы трубы и проволоки в см. Для определения момента возникновения короны существует эмпи¬ рическая формула критической напряженности поля на поверхности проводника; г я , b Ец — а-\- kV/см, Yr ГДе * 9,54 Уо для случая отрицательной короны в воздухе, ппи 95° П и 7НПНИе плотности в°здуха в данных условиях к плотности при 25 Ц и 760 мм ртутного столба. стви1мСТпЯЦда силИ’сИПп°ыаВШаЯ В электРическое поле, находится под дей- женных частип силм тяжести’ СИЛЬІ притяжения и отталкивания заря¬ женных частиц, силы индукции, электрического ветра. закону ^токсТ™ В СЛ^Чае РавномеРного падения пылинки подчиняется где: G = 6 тѵг) г V, т] — вязкость воздуха, —радиус Частицы, V — ее скорость. 116
Сила притяжения и отталкивания по закону Кулона может быть вы¬ ражена следующим образом: F = 1,66 . ІО-9 . п - Е где: Fc—в динах, ti — число элементарных зарядов частицы. Эта сила направлена в сторону осаждения пыли. Сила индукции неоднородного поля оказывает влияние на все ча¬ стицы как заряженные, так и незаряженные. Она направлена в сторону коронирующего электрода, но по величине мала по сравнению с силой Рис. 7. Общий вид установки, притяжения и отталкивания. Поэтому ею можно пренебречь. Точно также невелика сила электрического ветра. Собранная установка не имела целью производство испытания воздухо¬ очистителей, а только разработку типа самой установки, формы элек¬ тродов и методов определения количества осажденной пыли. Таким образом она состояла из следующих отдельных частей: 1) установки высокого напряжения, 2) вентилятора, 3) трубы с электродами, 4) при¬ боров определения количества пыли — весов и фотометра с гальвано¬ метром. Общий вид установки изображен на рис. 7. Разберем сначала схему высокого напряжения (рис. 8). Для получения высокого напряжения был использован аппарат для испытания твердых и жидких диэлектриков, производства Московского рентгеновского завода типа ТѴ-235. Этот аппарат представляет собой трансформатор /, повышающий ток освети- 117
проводами. Обычно осаждения пыли на центральном электроде почти не происходит. Предположим, что корона у нас отрицательного знака. Образующиеся электроны будут иметь направление в сторону другого электрода, например трубы, т. е. будут постепенно переходить из обла¬ сти более насыщенной ионами в область менее насыщенную. Вследствие этого они благополучно достигнут трубы, где нейтрализуются. Положи¬ тельные же ионы, приближаясь к проводу, все чаще встречают свобод¬ ные электроны. При столкновении они нейтрализуются, а затем пере¬ заряжаются в отрицательные и идут обратно к трубе. Таким образом, лишь немногим положительным ионам удается достигнуть провода. Скорость движения отрицательных ионов больше чем положитель¬ ных, поэтому количество задержанной пыли значительно повышается в случае отрицательной короны. Не все типы электрофильтров поддаются расчету. Наиболее разработан в теоретическом и экспериментальном отноше¬ ниях цилиндрический фильтр (провод и труба). Напряженность поля такого фильтра, который представляет собой цилиндрический конденса¬ тор, может быть найдена из уравнения: X In — г где: Ех выражено в вольтах на 1 см, V — приложенная разность потенциалов, X—расстояние от оси цилиндра в см, Rnr — радиусы трубы и проволоки в см. Для определения момента возникновения короны существует эмпи¬ рическая формула критической напряженности поля на поверхности проводника; г с* I Ь Eq — а-|_—_ kN/см ГДе:Лгт?1і2,Т 9,54 Г6 для слУчая отрицательной короны в воздухе. ППИ 25° II и 7RA НИе плотности воздуха в данных условиях к плотности при 25 Ц и 760 мм ртутного столба. стви1мСТпяЦда "Г ’ П0Па8ШаЯ В элек’гРическое поле, находится под дей- женных частип силы ' Тяжести’ силы притяжения и отталкивания заря¬ женных частиц, силы индукции, электрического ветра. закону СтоксТ™ & СЛ^Чае РавномеРного падения пылинки подчиняется где: G = 6 7TY) г V, т) — вязкость воздуха, f — радиус Частицы, V — ее скорость. 116
Сила притяжения и отталкивания по закону Кулона может быть вы¬ ражена следующим образом: F ‘ =1,66 . ІО”9 . п • Е С X ч где: Fc—в динах, п — число элементарных зарядов частицы. Эта сила направлена в сторону осаждения пыли. Сила индукции неоднородного поля оказывает влияние на все ча¬ стицы как заряженные, так и незаряженные. Она направлена в сторону коронирующего электрода, но по величине мала по сравнению с силой Рис. 7. Общий вид установки. притяжения и отталкивания. Поэтому ею можно пренебречь. Точно также невелика сила электрического ветра. Собранная установка не имела целью производство испытания воздухо¬ очистителей, а только разработку типа самой установки, формы элек¬ тродов и методов определения количества осажденной пыли. Таким образом она состояла из следующих отдельных частей: 1) установки высокого напряжения, 2) вентилятора, 3) трубы с электродами, 4) при¬ боров определения количества пыли — весов и фотометра с гальвано¬ метром. Общий вид установки изображен на рис. 7. Разберем сначала схему высокого напряжения (рис. 8). Для получения высокого напряжения был использован аппарат для испытания твердых и жидких диэлектриков, производства Московского рентгеновского завода типа ТѴ-235. Этот аппарат представляет собой трансформатор /, повышающий ток освети¬ 117
тельной сети (110 или 220 вольт) до напряжения 60 000 вольт эффек¬ тивных Для изменения напряжения от 10 до 60 кѴ аппарат снабжен регулировочным трансформатором 2. Оба трансформатора заключены в ящик, изготовленный в виде столика. Рис. 8. Схема высокого напря¬ жения. Сбоку имеются два вывода высоко¬ вольтного трансформатора. Кроме того аппарат снабжен автоматом для размы¬ кания цепи при пробое и киловольт¬ метром. Полученный переменный ток высо¬ кого напряжения выпрямляется кено¬ троном 3 и подводится к электродам электрофильтра 4, В установке был использован кенотрон КР-110 завода „Светлана" на максимум напряжения ПО кѴ, за неимением кенотрона мень¬ шей мощности. Для его питания был применен 12-вольтовый аккумулятор емкостью в 63 амперчаса. Сила тока цепи нити накала регулировалась реостатом 5 и контролировалась амперметром. Ток накала устанавли¬ вался в 7,5 А. Для контроля тока высокого напряжения был установлен миллиам¬ перметр на 5 mA. Как видно из схемы, цепь анод—игла по окончании работы остается электрически не связанной с остальной частью схемы. Поэтому избыток электродов остается в ней в статическом состоянии. Этот избыток от- метр, а на другой — водится в землю замыканием ключа 6. Вся установка, как видно из рис. 7, собрана на двух столах. На столе, стоящем рядом с трансформатором (рис. 9), укреплены две вер¬ тикальных стойки высотой 830 мм на расстоянии 400 мм друг от друга. Стойки изготовлены из сухого дерева и пропарафинены. На них uATneUleH кенотр°н’ Р°ме того, на одной из них укреплен миллиампер- нчп ’ ЛПНЭ ДРУГ° реостат накала. На этом же столе на фарфоровых ёый токР RXK.rACJnHnВЛеН аккУмУлят°Р накала с амперметром. Выпрямлен¬ ная тпѵбой ирпм напряЖения подводится к двум антеннам, протянутым него Рбыл ’ игпРПлѴл°Т0РУЮ продУвается запыленный воздух. Для послед- 1200 мзіилг С ВаН вентилят°Р »Сирокко“, производительностью »™„™'’0СТЬ ° ТРубе перекрыванием всасы- вающего отверстия вентилятора. вани^ПпылиИеппиврпрмУКЦИИ ТРУбЫ С электРодами и приборов фиксиро- вания пыли приведем ниже. н Y для испытания ргрyЖДеН КЯ СУХОЙ пыли. Этот вариант пригоден инеопионныѵ мятрпи ТИПОВ СУХИХ воздухоочистителей (центробежных, тельным осадить ” Т’ Д’ ’ $ данном случае не является обяза- Важно уловить всегда личество пь,ли» прошедшее воздухоочиститель. Пылесодеожанир rm ИН И Т0Т Же пР°цент общего количества пыли. Пылесодержание, соответствующее этому проценту, должно быть опре- делено первоначальной тарировкой. Исходя из этих соображений элек¬ троды устанавливались в трубе так, что создавали элеітрТчёское поле
лишь в небольшом объеме пространства, товлена деревянной,квадратного сечения Были испытаны два типа электро¬ дов: 1) две параллельные железные пла¬ стины, размером 150 X 200 ММ\ на одну из пластин укреплялось стекло 45 X 60, на которое осаждалась пыль, необходимая для дальнейших опреде¬ лений; 2) пластина-игла (рис. 10); края пластины были загнуты с тем, чтобы можно было вставить стекло 45 X 60. Игла изготовлена из бронзового прутка, диаметром 4 мм; конец ее заострен. Расстояние пластины от стенки трубы выполнено неизменным (55 мм, игла же передвижной). Запыленное стекло после опыта извлекалось из трубы и переносилось в оптическую часть установки. Пыль прибивалась к стеклу довольно плотно, вследствие чего была исключена воз- Труба в этом случае была изго- (190 X 190) и длиной 1550 мм. можность потери пыли при перемеще- Рис. 9. Установка высокого на- нии стекла. Схема окончательного ва- пряжения. рианта этой части установки изобра¬ жена на рис. 11 и 12. Кинолампа А питается от 12-вольтового акку¬ мулятора. Расходящийся пучок света, проходящий через линзу Б. пре¬ вращается в параллельный. Часть АВ помещена в общий футляр, на котором располагается стекло В. Свет, ослабленный про¬ хождением через запы¬ ленное стекло, попадает на фотоэлемент Г. Измене¬ ние силы света при раз¬ личном запылении прояв¬ ляется в изменении фо¬ тотока и отклонении зай¬ чика зеркального гальва¬ нометра Д. Фотоэлемент укреплен на штативе таким обра¬ зом, чтобы, вращая его от¬ Рис. 10. Электроды пластина-игла. ность. Таков вариант измерения силы вариант использует рассеянный свет. В носительно светового по¬ тока, можно было регу¬ лировать его освещен- прямолинейного света. Другой этом случае фотоэлемент уста- 119
навливается под некоторым углом к пучку света лампы так, чтобы он темноте. При запылении стекла каждая пылинка начинает свет во все стороны, в том числе и на фотоэлемент. оказался в рассеивать A Рис. 11. Схема оптической части установки. g s I Рис. 12. Оптическая часть установки. При испытании были испробованы два фотоэлемента с запирающим слоем—купроксный и селеновый: купроксный фотоэлемент производства Института прикладной физики; селеновый — Центральной радиолабора¬ Рис. 13. Железная труба с крышками. тории, тип’5е-10, полезной площадью 10 см2, чувствительностью 303 микроампер на люмен. Вариант осаждения влажной пыли. Очевидно, что капельки жидкости, вышедшие из жидкостного воздухоочистителя, осаждаясь на электродах, будут изменять тарировку, произведенную первоначально по сухой пыли. В случае конструкции, описан¬ ной в предыдущем параграфе, нельзя даже учесть влияния влажности. Поскольку влажность есть понятие весо¬ вого порядка, напрашивается метод опреде¬ ления количества осевшей пыли путем взве¬ шивания. Очевидно, что должен быть оса¬ жден вполне определенный процент пыли из воздушного потока, так как только в этом случае будет учтено влияние влаж¬ ности. Исходя из этого, были испытаны три варианта осаждения пыли. 1. Горизонтальная круглая труба, изго- 175 мм и длиной 1200 ждения. товленная из листового железа, диаметром мм (рис. 13). Она являлась электродом оса- В качестве коронирующего электрода была взята железная проволока диаметром в 1,2 мм, протянутая в центре трубы. Вдоль 120
всей трубы была вырезана полоса по дуге 80 мм и закрыта отдель¬ ными крышечками, шириной 65 мм в начале трубы и 130 мм в конце. Принимая, что пыль оседает равномерно по радиусу трубы, на кры¬ шечках таким образом должно осесть 6,87 части всей осевшей пыли. Длина трубы выбирается так, чтобы уловить 1ОО°/о пыли из воздушного потока независимо от ее влажности. Взвешивая пыль, осевшую на крышечках, и умножая полученный вес на 6,87, получаем 1ОО°/о осевшей пыли. Взвешивание производи¬ лось на аналитических весах. Для устранения влияния влаж¬ ности крышечки должны быть высушены до постоянного веса. 2. Вертикальная труба диа¬ метром в 90 мм и длиной в 1500 мм. Вертикальное по¬ ложение трубы было испытано Рис. 14. Алюминиевая труба. для создания равномерных условий оса¬ ждения по радиусу и устранения влияния силы тяжести пылинок. 3. Горизонтальная алюминиевая трубка (рис. 14), диаметром 30 мм и длиной 700 мм без вырезов. Коронирующий провод — никелиновый диаметром 0,5 мм. В последнем случае, при сухой пыли, трубка взвешивается непосред¬ ственно; в случае влажной, сначала подсушивается и в случае пыли, вы¬ шедшей из масляного очистителя, промывается бензолом и выпаривается. Испытание вариантов установок Скорость воздуха в трубе устанавливалась, исходя из расхода воз¬ духа 375 мР/час. Пылесодержание при пахоте по американским данным составляет 0,1 г/л/3. По нашему мнению оно является преуменьшенным и может достигать 1 гім3. Испытание велось также при меньших пыле- содержаниях, учитывая слабую запыленность воздуха после очистителя. В качестве пыли была использована зола, просеянная сквозь сито, имею¬ щее 120 отверстий на линейный дюйм. Размер пылинок получился очень разнообразный. Основную массу составляют пылинки, размером в попе¬ речнике 12 |і. Размеры остальных колебляются от 4 до 25 ц. Определе¬ ние размеров было произведено металлографическим микроскопом. Испытание вариантов установки для сухой пыли. Электроды с параллельными пластинами были испытаны для получения равномерного запыления стекла и следовательно во избежание возмож¬ ных ошибок при изменении положения стекла при его просвечивании. Действительно картина запыления получилась вполне равномерной, но зато количество осевшей пыли было незначительным. Это вполне ясно из предыдущего, где мы заметили, что ионизация воздуха происходит особенно интенсивно в случае неравномерного поля при коронном разряде. 121
Запыление стекла в случае электродов пластина-игла было нерав¬ номерное. Пыль располагалась кольцами, с некоторым смещением в на¬ правлении скорости воздуха и концентрировалась больше в центральной части стекла. Можно было достичь значительной плотности запыления. В наших опытах мы доходили до 50-процентного запыления по па¬ дению интенсивности света, как это видно из кривых на рис. 15. Не¬ равномерность запыления стекла практически не ощущалась на точности опыта. Пластина электрода располагалась на верхней стенке трубы, игла же — внизу. Обратное их положение приводило к тому, что при выключенном токе пыль оседала на стекле в силу тяжести. Таким образом были выбраны электроды пластина-игла с пластиной вверху. Перейдем теперь к оценке работы оптической части. Вариант с рас¬ сеянным светом имеет то преиму¬ щество перед прямолинейным, что фотоэлемент находится под светом только при установке запыленного стекла и таким образом не подвер¬ жен явлению усталости. Недостаток же, который делает неприемлемым использование рассеянного света, со¬ стоит в том, что по мере запыле¬ ния, освещенность пылинок падает, в силу чего и они посылают фото¬ элементу ослабленный свет. Таким образом освещенность фотоэлемента вначале растет, а затем падает. Та¬ кого рода характеристика конечно Рис. 15. кривые испытания фильтра непРиг°Дна Для работы. Возможно, (игла-пластина). что этот способ замера был бы по- лезен в случае параллельных пластин. Схема непосредственного измерения силы света свободна от этого недостатка. Переходя к вопросу о выборе фотоэлемента, отметим необходимые его качества: постоянство чувствительности, постоянство исходной осве¬ щенности, отсутствие усталости, достаточная электродвижущая сила. Как уже было сказано, исследовались два фотоэлемента с запираю¬ щим слоем. Они были выбраны как генерирующие фототок непосред¬ ственно. Обычно фотоэлементы с запирающим слоем обладают постоян¬ ной чувствительностью, чего нельзя сказать относительно испытанного купроксного фотоэлемента. Ниже даны показания зайчика гальванометра, записанные через каждую минуту. Купроксный фотоэлемент Чистое стекло: 103,5; 100,5; 100; 99,5; 100,5; 100- 101 Запыленное стекло: 25; 26; 27; 26; 25; 26; 25,5. ’ 122
Селеновый фотоэлемент Полный свет: 241; 240; 240; 240. Чистое стекло: 175; 175; 175. Полный свет: 240; 239; 238,5; 238,5; 238,5. Чистое стекло: 173,5; 173,5; 173,5. Как видно, имевшийся в нашем распоряжении купроксный фотоэле¬ мент не дает установившегося показания, в то время как селеновый уста¬ навливается в течение одной минуты. Подобная его инерция не является большим минусом в работе. Из этих же данных видно, что по мере работы показания селенового фотоэлемента уменьшаются. Возможно, что это является следствием либо его усталости, либо колебания напряже¬ ния аккумулятора. Во всяком случае, интересующая нас относительная разность показаний двух соседних, по времени, отсчетов достаточно точна; например 240— 175 = 65 мм и 238,5 — 173,5=65 мм. Ниже приведем аналогичные данные, но полученные в разные дни. Существенным является постоянство освещенности фотоэлемента. Здесь нет необходимости поддерживать постоянство силы света, излучае¬ мого лампочкой. Достаточно, вращая фотоэлемент около светового по¬ тока, устанавливать его всегда на равную освещенность. В наших опы¬ тах мы стремились устанавливать зайчик при выключенном фотоэлементе на — 250 мм, при полном же свете на -f- 250 мм шкалы. Таким образом освещенность фотоэлемента всегда равнялась 500 единицам. Полная освещенность проверялась перед каждым опытом. Это одно- временно устраняло влияние усталости. Ниже приводим данные для одних и тех же стекол, полученные в разные дни. № Полная осве- Освещенность Относительные стекла щенность с чистым стеклом показания И 243 193 50 II 246 195 51 II 247,5 197 50,5 III 243 198 45 III 245 202 43 III 247 203 44 Переменными величинами при испытании электрофильтра были: ско¬ рость воздуха, пылесодержание, экспозиция, расстояние между электро¬ дами, напряженность поля. Во время опыта устанавливались постоянными все параметры, исклю¬ чая пылесодержание. По пылесодержанию был снят ряд кривых при раз¬ личных расстояниях между электродами. Экспозиция (время включения электрофильтра) все время оставалась постоянной. Напряженность поля устанавливалась такой, чтобы при данном расстоянии между электродами и максимальной запыленности не было проскакивания искры. Табл. 1 дает условия проведения испытания для кривых, изображен¬ ных на рис. 16. Эти кривые представляют собой зависимость между интенсивностью света, проникающего через запыленное стекло, и пылесодержанием воз- 123
Таблица 1 Скорость I воздуха 1 в місек. Расстояние 1 между 1 электродами В ММ \ Экспозиция в мин. Разность потенциалов в кѴ Ток в цепи электро¬ фильтра в mA Напряжение на единицу расстояния в kN/см 2,4 25 3 23 0,1 9,2 2,4 40 3 28 0,1 7,0 2,4 70 3 40 0,1 5,7 3,3 70 3 40 0,1 5,7 духа при данных условиях. Интенсивность света выражена в относи¬ тельных отклонениях зайчика гальванометра. Она тем выше, чем меньше отклонения. Отклонения нетрудно выразить в амперах, зная, что каждый миллиметр отклонения со¬ ответствует току 0,91 X ХЮ“9 А. Каждая кривая состав¬ лена из шести точек, по¬ лученных при шести раз¬ личных значениях пылесо- держания, из которых наи¬ меньшее в 100 раз меньше наибольшего. Пылесодер- жания даны в г/л/3:1; 0,7; 0,4; ОД; 0,05; 0,01. Как мы видели выше, точность оптического опре¬ деления доходит до 3 мм отклонения, что соответ- Рис. 16. Распределение пыли по длине трубы ствУет пРимеРН0 пылесо- держанию 0,01 г/л£3. Уве- личивая экспозицию свыше мин., мы имеем возможность повысить запыление стекол почти вдвое, использовав всю длину 500-миллиметровой шкалы. Что касается быстроты работы, то этот метод требует для снятия одной точки минимальной затраты времени, именно продолжительности экспозиции плюс 5 мин. на подготовку и оптические определения. спытание вариантов установки для влажной пыли, испытание горизонтальной трубы диаметром 175 мм первоначально имело целью выяснить постоянство показаний. С этой целью в трех последовательно проведенных опытах при равных условиях было опре¬ делено количество пыли, осевшее на одной и той же крышке (табл. 2). ри дальнейшем испытании были взвешены все 12 крышек и построена кривая количества осевшей пыли подлине трубы (рис. 16). Достижение максимума осаждения пыли лишь на расстоянии 230 мм от начала трубы объясняется наличием на этом участке мертвого пространства возле стенок, вследствие сужения подводящей трубы перед испытуемой Общее коли- 124
Таблица 2 Вес крышки с пылью в мг Вес крышки в мг Вес пыли в мг. Условия опытов 36890,6 36891,4 36891,4 36834,2 36834,2 36834,2 56,4 57,2 57,2 1 Пылесодержание 1 г/м3 Скорость 5 м/сек. Напряжение 38 кѴ Экспозиция 3 мин. чество пыли, осевшей на крышках, составило 0,5576 г. Умножая его- на 6,87, мы должны были бы получить общее количество пропущенной пыли: 0,5576 X 6,87 = 3,83 г. Баланс пыли значительно не сошелся, так как подано было 14,5 г. При более внимательном рассмотрении трубы оказалось, что на крышках, расположенных вверху, осела более мелкая пыль, крупная же сконцен¬ трировалась внизу. По длине труба оказалась достаточной. На последней крышке осело пыли около одного миллиграмма. Далее 750 мм от начала осело всего 1,4°/о пыли. Для устранения влияния силы тяжести на равномерность распреде¬ ления пыли была испытана вертикальная труба с дутьем вниз. Но и эта комбинация не дала удовлетворительных результатов, несмотря на не¬ большой диаметр трубы — 90 мм и значительную длину — 1500 мм. Крупная пыль, размером 0,04 мм в поперечнике, не удерживалась электро¬ фильтром. Таким образом сила тяжести для крупных пылинок является суще¬ ственным фактором, помогающим электроосаждению в случае горизон¬ тальной трубы и препятствующим в случае вертикальной. Поэтому была испытана алюминиевая горизонтальная трубка, диаметром 30 мм, удоб¬ ная для взвешивания ее целиком и прополаскивания в случае замаслен¬ ной пыли. Испытание ее было проведено в следующих условиях: скорость 5 м/сек., напряжение 13 кѴ, экспозиция 75 сек., вес пыли 1 г. Были получены следующие данные: I опыт II опыт Вес трубы без пыли в г 223,420 223,420 Вес трубы с пылью в г 224,410 224,408 Вес пыли в г 0,990 0,988 Ошибка в % 1эо 1,2 Первоначально трубка была испытана при длине 1100 мм, но как показывают приведенные данные, длина в 700 мм была вполне удовле¬ творительной. Основная же масса пыли оседала на длине 300 мм. Определим напряженность поля на поверхности проводника; V Ех= п- = 12 700 \/см или 127 кѴ/сл«. ХІП — г
Критическая напряженность на той же поверхности: Ео = а + % = 90,5 кѴ/см. V г Соответствующая ей разность потенциалов: Ѵ = Ей- X- In —= 9,5 кѴ. Г Пробойное напряжение во время опыта оказалось 15,5 кѴ. Напря¬ женность поля при этом: Ех' = 147,5 kV/см. Таким образом ионизация воздуха началась уже при разности потен¬ циалов 9,5 кѴ и напряженности 90,5 кѴ/слг. При 13 кѴ и 127 кѴ/слі мы имели уже значительную по своим размерам корону. Дальнейшее повышение напряженности вызывало частичный перебой в запыленном воздухе. Пробойное напряжение можно было бы еще несколько увеличить за счет улучшения конструкции крепления провода. Пробой в основном происходил у краев трубы. Поэтому в этой части требуется строго центральное расположение провода и закругление трубы по концам. В заключение отметим, что небольшое напряжение в 13 кѴ, при¬ мененное в данном варианте, дает возможность значительно понизить мощность высоковольтной установки, использовав более простые и деше¬ вые агрегаты. Выводы Таким образом два варианта можно положить в основу установки для испытания воздухоочистителей: 1) электрофильтр: игла-пластина, с определением запыленности по силе проникающего света, 2) цилин¬ дрический горизонтальный электрофильтр, с последующим взвешиванием всей трубы. Оба варианта обладают достаточной точностью. В смысле быстроты первый превосходит второй. Но зато первый пригоден лишь в случае отсутствия выбрасывания жидкости из очистителя. Цилиндрический же электрофильтр более универсален.
Инж. Б. Ф. КОНЕВ (НАТИ) ИССЛЕДОВАНИЕ РАБОТЫ ВОЗДУХООЧИСТИТЕЛЕЙ ПРОМЫШЛЕННОГО ТИПА ДЛЯ АВТОМАШИН ГАЗ и ЗИС-5 Вопрос о требованиях, предъявляемых двигателем к воздухоочисти¬ телю, о существе и размерности показателей его работы и о способах выявления последних, был подробно разобран нами в журнале „Мотор* №№ 8 и 9 за 1934 г. В установке НАТИ для испытания воздухоочистителей, при проведении настоящего исследования, был устроен подогрев поступающего в воздухо¬ очиститель пыльного воздуха до температуры, соответствующей факти¬ ческим условиям работы в наиболее пыльных, а одновременно и в наи¬ более жарких районах СССР (Средняя Азия) (50—70° Ц). Следует отметить, что эти изменения температур на результаты работы воздухоочистителя оказать влияния не могут, так как вязкость моторных масел в этом диапазоне изменяется весьма незначительно. Так как воздухоочистители, обладающие масляным резервуаром, в из¬ вестных пределах очень мало реагируют на пылесодержание, то при проведении настоящих опытов оно все же было повышено до величины 0,2—0,3 г/м'6. Кроме того, эта величина вероятно ближе к истинному пылесодержанию воздуха в наиболее пыльных районах СССР, чем при¬ нятая ранее по американским данным—0,1 г/м3. Так как показатели воздухоочистителя изменяются в зависимости от степени запыленности его, т. е. от времени, то определение этих пока¬ зателей производилось при постоянных расходах воздуха на всем протя¬ жении работы воздухоочистителя, по возможности не отступая от есте¬ ственных условий по пылесодержанию и температуре, вплоть до полного израсходования связующего вещества или до выхода какого-либо пока¬ зателя за пределы допустимого. Это положение и было взято за основу при проведении настоящего исследования, установка была взята та же. на которой производились опыты, описанные в журнале „Мотор* №8 и 9 за 1934 г. Подогрев воздуха осуществлялся путем натягивания в верхней части пылевой камеры, непосредственно после насадка Вентури, проволочных спиралей, по которым пропускался электрический переменный ток. Замер температуры воздуха производился выпущенным наружу обычным ртутным термометром, шарик которого помещался во всасывающем отверстии воздухоочистителя и притом так, чтобы на него не воздействовала лучистая теплота самих спиралей. Регулирование температуры воздуха производилось с помощью проволочного реостата, благодаря которому на протяжении всех опытов поддерживалась постоянная температура около 70° Ц. Температура масла 127
в резервуаре воздухоочистителя при этом держалась около 65 Ц, причем доходила до этой величины спустя 30—40 минут после пуска установки в ход. В течение каждого опыта производилось несколько замеров изме¬ нения веса воздухоочистителя (Ол—Go = ^)> которое получается вслед¬ ствие оседания в нем пыли и израсходования части масла. По окончании опыта, для исключения влияния расхода масла на полученное прира- . щение веса, производилась, как и в прежних опытах, промывка очисти¬ теля вместе с содержимым в бензине до полного растворения масла, отстаивание смеси раствора с пылью, сливание раствора и выпаривание оставшейся влажной пыли. Полученный сухой остаток и был задержанным очистителем количеством пыли, обозначаемым далее индексом а. Для исключения влияния влажности пыли и повышения точности определения степени очистки пыль, подаваемая в поток воздуха, также предвари¬ тельно высушивалась. По своему химическому составу и размерности частиц пыль употреблялась та же, что и в предыдущих опытах (см. „Мотор* № 9 за 1934 г.). Напомним, что степень очистки воздуха от пыли в процентах опре¬ деляется как отношение задержанного количества пыли к общему подан¬ ному, умноженное на 100. Абсолютная же степень очистки опре¬ деляется, как отношение пылесодержания воздуха после очистителя к теоретически допущенному (0,001 г/і£3). Сопротивление воздухоочистителей просасыванию сквозь них воздуха определялось в миллиметрах водяного столба прежним способом, причем, так как заводы представили для испытаний только самые воздухоочисти¬ тели без соединительных с карбюратором патрубков или шлангов, сопро¬ тивление последних естественно не было определено. Воздухоочиститель для автомашин ГАЗ Горьковский автозавод сконструировал для своих машин воздухо¬ очиститель типа „Эр-Мез“, работающий по комбинированному инер- ционно-фильтрующему принципу и имеющий сравнительно большой масляный резервуар (рис. 1). Для испытаний, производившихся в конце 1934 г., завод предоста¬ вил образец, кустарно изготовленный им еще в 1933 г. для участия в автопробеге Москва-Кара-Кум-Москва. По результатам этого про¬ бега очиститель оказался не наилучшим, но все же двигатели, снаб¬ женные им, прошли весь путь без капитального ремонта в то время как у двигателей без воздухоочистителей пришлось сменять поршневую группу и расшлифовывать цилиндры несколько раз. Отличие указанного образца очистителя ГАЗ оіг тех которые будут выходить из массового производства, заключается лишь’в способе про- изв детва, а поэтому результаты испытания его целиком могут быть от- Действие воздухоочистителя ГАЗ заключается в следующем: запы¬ ленный воздух, входя в верхнюю кольцевую щель между крышкой и корпусом (рис. 1) и проходя по кольцевому каналу между стенками корпуса и внутреннего цилиндра, наглухо соединенного с крышкой,
ударяется о поверхность налитого в резервуаре масла, поворачивая после этого резко вверх. При этом наиболее крупные частицы пыли выпадают из потока воздуха и остаются в масле, благодаря чему дальше воздух идет со значительно меньшим пылесодержанием. Для увеличения интенсивности завихривания воздуха в кольцевом пространстве устроены три наклонные лопасти по окружности, которые одновременно центри¬ руют внутренний и внешний цилиндры. Однако следует заранее огово¬ риться, что число этих лопастей и угол наклона их явно недостаточны для получения сколько-нибудь замет¬ ного действия на качество работы очистителя. Очищенный примерно на 5О°/о от пыли, после удара о масло, воз¬ дух проходит сквозь стенки полого цилиндра, составленного из’несколь- ких слоев спирально навитой частой проволочной сетки. Так как прово¬ Рис. 1. Воздухоочиститель ГАЗ. лочки сетки предварительно смазываются маслом и поддерживаются в свежем состоянии летящими из резервуара посде завихривания брыз¬ гами масла, то часть оставшейся в потоке воздуха пыли пристает к этим проволочкам, повышая этим общую степень очистки. На рис. 1 путь воздуха внутри очистителя указан стрелками. Одно из ценных свойств такого воздухоочистителя заключается в том, что масло, увлеченное из резервуара и осевшее на сетке, в мо¬ менты, koi да очиститель находится в покое, а вероятно и во время ра¬ боты (учитывая малую скорость воздуха в сетке), стекает обратно в резервуар, захватывая вместе с собой и пыль. Таким образом, со- z 9 Автомобильный мотор. ^29
зиегся так называемая „самое,ветка- водоочистителя,, к чему во- , обще говоря следует стремиться автопробеге показал себя | Лучшим очистителем в Р У г и рекомендованный тогда | УзГИАТ, испытывавшийся в п пайонах СССР. Конструкция для употребления в н^олее ^“оцно 0Свещались в печати (журнал 1 “мот^ПП за SV, № 8 за 1934 г.), а потому здесь приводим 1 ЧаХЛзеГ°неХХ«Г«^оочисг»теле? продувался запы- ! леннымТоздухом с пылесодержание» около 0.2 г/я‘ и температурой 1 Сводка результатов йены № по порядку > про- ! окола Дата Ç ►, мгІ[Час t, часов Qt, M3 fS, 2’ G, г 1 1 . 1/1 1/1 1 1934 г. 17/ХІ 1 91,1 1 2,33 1 212,5 1 34,0 H УзГИАТ 31,0 2 19/ХІ 91,1 5,42 493,5 83,5 78,0 3 1/2 19/ХІ 91,1 7,58 690,5 136,5 64,5 4 ' 1/2 20/Х1 91,1 11,42 1040.0 224,0 150,5 5 1/2 21/Xl 91,1 л 16,50 1504,0 314.0 236,5 6 1/3 21 XI 91,1 21,42 1950,0 405,0 325,5 7 1/3 22/XI 91,1 26,33 2400,0 493,0 410,5 8 7/13 1 1 14/XII 91,0 1 1,92 174,7 40,0 ГАЗ 37,0 9 7/13 I 14/XII 91,0 4,67 425,0 97,0 88,0 10 7 13 15/X1I 91,0 9,83 894,0 190,5 172,5 и 7/14 16X11 91,0 15,17 1381,0 291,0 267,0 12 7/14 17/XII 91,0 19,08 1737,0 399,0 370,0 13 7/15 19/X1I 91,0 25,08 2285,0 517,0 480,5 14 7/15 20/XII 91,0 3i,08 j 2830,0 639,5 J 356,5 15 8/16 21/XII 90,9 1 1 2,00 181,8 Г/ 34.0 кЗ дС ф и л ь 32.0 16 8/16 22/XI1 90,9 8,00 727,2 166,0 159,5 17 8/17 23X11 90,9 15,00 1364,0 303.0 291.0 18 8/17 25/XII 90,9 20,67 1880,0 407.0 394,0 19 8/18 26/X11 90,9 24.25 2205.0 477,0 46<,5 20 8/19 27/X1I 90,9 28,33 2575,0 537,5 521,5 21 8/19 28/XII 90,9 33,83 3075,0 639.5 621.5 22 8/19 29/XIl 90,9 39,17 3560,0 801,0 777,5 23 8/20 31 XII 90,9 44,67 4060,0 921,5 894,5 24 8/20 1/1 1935 r. 90,9 49,58 4510,0 1041,0 1012,0 25 ( 3/21 I ! 2/1 1935 r. 90,9 55,25 5020,0 1246,5 1214,5 130
около 70° Ц вплоть до полного израсходования масла. Удельный расх од воздуха при этом поддерживался примерно постоянным и колебал ся (в зависимости от атмосферных условий) около 91 м^/час, что соотв ет- ствует 1150 об/мин. двигателя ГАЗ на полном дросселе или прибли¬ зительно 1550 об/мин. на экеплоатационном режиме (0,75 полного дросселя). Эквивалентная скорость автомобиля получается соответствен но равной 25,6 км/час при полном дросселе и около 35 км/час на экс- плоатационном режиме (на прямой передаче в коробке скоростей). Цифровые результаты опытов помещены в табл. 1. таний воздухоочистителей Таблица 1 л, г s = S — а,г R % h мм НЮ Р, г/м2 т. г * для ГАЗ 33,0 1,0 97,1 4,7 67 0,160 1 ! 2,0 81,0 2,5 97.0 5,1 65 0.171 3,0 130,0 6,5 95,3 9,4 84 0.198 65,5 216,0 8,0 96,5 7,7 78 0,212 65,5 303,0 11,0 96,5 7,3 109 0,208 66,5 392,0 -13,0 96,8 6,7 160 0.20b 66,5 477,0 16,0 96,8 6,7 & 405 0,206 66,5 1 37,0 3.0 92,5 17,2 22 0,229 88,0 9,0 90,8 21,2 23 0,228 — ■ 172,5 18,0 90,5 20,1 37 0,213 2б7,0 24.0 91,8 17.4 43 0,211 —■ ■ 370,0 29.0 92,7 16,7 46 0,230 і 480,5 36,5 92,9 16,0 54 0,226 — 566,5 73 0 88,6 25,8 123 0,226 210,0 тром МААЗ-5 33,0 1,0 97,1 5,5 30 0,187 1.0 160,5 5,5 96,7 7,6 36 0,228 1,0 292,5 11,0 * 96,4 8,1 36 0,222 1,0 395,0 12,0 97,0 6.4 36 0,216 1,0 464,5 12,5 97.3 5.7 36 0,216 1 0 522,5 15,0 97,2 5.8 36 0.209 L0 1.0 622 5 17,0 97,3 > 5,5 36 0.208 778,5 895,5 22,5 26,0 97,2 97,2 6,3 6,4 43 58 0,225 0 227 1,0 1,0 1 0 1012,0 29,0 97.3 6,4 74 0,231 1215,5 31,0 97,5 1 6,2 ! 99 0,748 1,0 Ш
Количество действительно задержанной воздухоочистителем пыли определялось экспериментально лишь по окончании всего опыта, про. межуточные же значения g представляют собой только приращение веса всего очистителя и за а никоим образом приняты быть не могут вследствие искажения их расходом масла. До производства эксперимен¬ тирования предполагалось, что при стационарном режиме расход масла должен быть пропорционален времени или, что то же, степени загряз- ненности очистителя, а раз так, то нетрудно было бы путем соответ¬ ствующих пересчетов, зная суммарный расход масла, определить значе- ние его для любой промежуточной точки. На деле же вышло иное: масло, при той вязкости его, какая имеет место при температуре 65° Ц, расходуется порывисто, временами просасываясь сквозь фильтрующую часть очистителя очень сильно, временами же не идя совсем. Это обстоятельство, не имея никакой явной закономерности, поста¬ вило экспериментатора перед неразрешимой задачей точного определе¬ ния промежуточных значений а без дополнительного экспериментирова¬ ния, которое требует весьма большой затраты времени. Теоретически воздухоочистители, обладающие масляным резервуаром и свойством „самоочистки" фильтрующей части, должны обладать по¬ стоянной степенью очистки вплоть до полного израсходования масла. Однако явление искажается несомненным увлечением вместе с маслом, во время очередного „масляного вихря", некоторого количества пыли, непрерывно поступающей в очиститель. Этим самым степень очистки снижается и тем более, чем больше масла тратится непроизводительно. В дальнейшем, благодаря восстановлению рабочих свойств очистителя, степень очистки повышается вновь, но естественно уже не может до¬ стичь прежней величины. Приведенные рассуждения подтверждают два экспериментальных fia- блюдения: 1) на стенках трубопроводов за очистителем, во время повышен¬ ного расхода масла, последнее частично оседает и имеет явное содер¬ жание пыли; 2) степень очистки, подсчитанная по некоторым отдельным участкам всего опыта, взятым самостоятельно, значительно превышает конечную ве¬ личину, Исключение представляют, конечно, участки с явно повышенным расходом масла, когда приращение веса g бывает даже отрицательным. Второе наблюдение натолкнуло на способ, с помощью которого можно с достаточной степенью приближенности подсчитать промежу¬ точные значения степени очистки и, попутно, выявить протекание расхода масла. При этом приходится лишь сделать допущение, что при высоких значениях степени очистки по отдельным участкам опытов расхода масла нет. Ошибка, получаемая при таком допущении, весьма невелика, по¬ скольку разность между приращениями общего количества подаваемой пыли и веса очистителя в указанных случаях колеблемся всего в пре¬ делах первых 5 грамм. Метод подсчета (табл. 2) таков: а) По данным замеров суммарных приращений веса воздухоочисти¬ теля подсчитывается приращение последнего между отдельными экспе¬ риментальными точками Д g. 132
б) Подсчитываются условные количества задержанной воздухоочи¬ стителем пыли а' при постоянной степени очистки и отсутствии рас¬ хода масла. Величина степени очистки берется равной экспериментально определенной по последнему замеру. в) По данным предыдущего пункта подсчитываются приращения предполагаемого количества задержанной пыли между каждой парой точек Д а'. г) Производится сравнение величин Д g и Да'. Если первая вели¬ чина оказывается меньше второй, значит имел место расход масла и степень очистки была меньше конечной, если же она окажется больше, то это означает, что очиститель имел степень очистки выше конечной и масла не расходовал вовсе, либо же расходовал очень немного. Пред¬ положив первое, получим, что фактическое приращение Да как раз равно à g в тех случаях, когда Да' <^Д g- При этом получается неко¬ торый излишек по весу, который увеличит конечную величину а сверх фактически замеренной. Так как этого не может быть, то этот изли¬ шек вычитается из тех значений Да', которые оказались больше Д^, пропорционально израсходованному количеству масла. Это верно .и по существу, так как во время интенсивного расхода масла степень очистки падает. д) Найденные указанным выше способом приращения Д а склады¬ ваются и получаются значения действительно задержанного при каждом замере количества пыли а, которые и фигурируют в табл. 1. е) Расход масла получается путем алгебраического вычисления вели¬ чин g из а. Таблица 2 Определение истинного количества задержанной воздухоочистителем пыли № по порядку ! g 1 II |> (/q Ob Oq I 1 « a' при R — const II ' 7 « Q < Il 1 Поправка 1 на Д а' 1 Д а а і Д т т УзГИАТ для ГАЗ 1 31,0 31,0 33,0 33,0 1 33,0 33,0і 2,2 2,0 2‘ 78,0 47.0 81,0 48,0 — 48,0 81,0 1,0 3,0 3 64.5 -*13,5 132,0 51,0 — 2*0 49,0 130,о! 62,5 65.5 4 150,5 86,0 216,5 84,5 +1>5 86,0 216,0 — 65,5 5 236,5 86,0 303,5 87,0 87,0 303,0 392,0 1,0 66,5 6 325,5 89,0 392,0 88,5 + 0,5 89,0 — 66.5 7 4і0,5 85,0 477,0 85,0 — 85,0 477,0 1 66,5 Повторяем, что изложенный метод определения промежуточных зна¬ чений величины а отнюдь не претендует на абсолютную точность, хотя бы уже потому, что он основан на известном допущении. Однако учи- 133
тывая, что в случае продолжительности опыта 28 час. и наличия 7 зач| меров для получения а экспериментальным путем придется затратити 112 час., а также то, что конечный результат нам известен, промел жуточные же значения представляют лишь более или менее отвлечен¬ ный интерес, следует признать его вполне удовлетворительным. Возвращаясь к непосредственным результатам испытаний, укажем* что воздухоочиститель ГАЗ был испытан дополнительно с заменой его проволочной фильтрующей части фильтром МААЗ-5, сделанным по типу „Дельбаг КМ“. Размеры последнего почти точно подошли под воздухо- очиститель ГАЗ и постановка опыта легко удалась. Сделано было это. ввиду предполагавшегося улучшения работы очистителя ГАЗ при такой комбинации, ибо фильтр „Дельбаг КМ* по результатам предыдущих опытов (см. „Мотор* Рис. 3. Характеристика работы воздухоочисти¬ теля ГАЗ. №№ 8 и 9 за 1934 г.) показал исключительна высокие рабочие качества при малом пылесодержа- нии воздуха. На рис. 3 представ¬ лены характеристики ра¬ боты обоих вариантов воздухоочистителя Г A3, построенные по цифро¬ вым данным табл. 1. В ка¬ честве основной коорди¬ наты, в зависимости от которой выражаются все показатели, принято ко¬ личество подаваемой вме¬ сте с воздухом пыли 5” в граммах. Основанием к подобному выбору по¬ служило то обстоятель¬ ство, что при постоянной степени очистки и не особенно равномерной по времени подаче пыли, которая имела место ввиду изношенности установки, зависимость между а и S выражается все-таки в виде прямой линии, отклонение же этой зависимости от пря¬ мой указывает на наличие расхода масла. Кроме того, зная пылесодержание воздуха и учитывая малую зави¬ симость качества работы очистителей подобного типад от последнего, легко получить на горизонтальном масштабе время работы воздухо¬ очистителя в часах. На рис. 3 такой масштаб нанесен в соответствии с пылесодержанием 0,2 г/лс3, кстати очень близким к бывшему во время опытов (табл. 1). Анализ кривых позволяет сделать следующие выводы: 1. Воздухоочиститель ГАЗ в заводском исполнении до известного момента не расходует масла вовсе, поддерживая степень очистки при¬ мерно постоянной (90,5—93,О°/о). Некоторое снижение степени очи- 134
стки вначале объясняется прекращением улавливающего действия внут¬ ренних стенок кольцевого канала из-за высыхания их. В дальнейшем эта величина повышается за счет поднятия уровня масла в резервуаре с одновременным увеличением сопротивления проходу воздуха, и наконец в некоторый момент сопротивление резко возрастает, остаток масла про¬ сасывается в двигатель, а степень очистки естественно падает. Из общего запаса масла в 386 г при этом непроизводительно уходит 210 а, т. е. 54Доуо Объяснение происходящего лежит в свойстве мелкой металли¬ ческой сетки, смоченной маслом, совершенно залепляться грязью. К тому времени, когда уровень масла в резервуаре довольно значительно под¬ нимается вследствие осевшей пыли, большая часть сетки уже не работает, в оставшихся же свободных проходах воздух идет с большой скоростью, образуя большое разрежение, что заставляет частицы масла энергичнее взвихриваться, пока не образуется сплошной „смерч", в короткое время высасывающий все остальное вместе с не успевшей осесть пылью. Так как этот масляный „смерч" закупоривает собой оставшиеся отверстия, то сопротивление очистителя резко возрастает, что мы и видим на рис. 3. Абсолютная степень очистки показывает, что воздухоочиститель ГАЗ при данном пылесодержании работает в 16—21 раз хуже, чем это теоретически желательно (теоретически допустимая 2. При замене проволочного фильтра ГАЗ фильтром МААЗ-5 рабочие качества воздухоочистителя значительно возрастают, ставя его на одно из первых мест среди лучших существующих воздухоочисти¬ телей. Явление непроизводительного расхода масла пропадает практи¬ чески совсем вследствие того, что фильтр МААЗ-5 в совершенстве задерживает распыленное масло и заставляет его стекать обратно. Благо¬ даря последнему он все время поддерживается в совершенно свежем состоянии, несмотря на сравнительно большую нагрузку. В течение 55 часов опыта воздухоочиститель не раз вскрывали и ни разу не обнаружили на фильтре сухих мест. Полное использование масла повышает продолжительность работы воздухоочистителя вдвое, что также немаловажно. Тот грамм масла, который зарегистрирован как непроизводительный расход, без сомнения был сдут с внутренних частей фильтра в самом начале, что и положено в основу подсчета промежуточных значений а. Абсолютная степень очистки такого воздухоочистителя наглядно показывает, что он работает только в 5,5—7 раз хуже, чем желательно и в 3 раза лучше, чем при употреблении проволочной сетки. Нельзя не отметить, что благодаря „случайности “ фильтра МААЗ-5 не удалось обеспечить достаточной плотности между ним и крышкой очистителя, вследствие чего имел место некоторый просос пыльного воздуха, выра¬ зившийся в следах пыли на верхней внутренней части фильтра и на крышке. Это несомненно снизило степень очистки, которая при обеспе¬ чении прохода воздуха надлежащим путем должна достигать 98—99°/л (^ = 4 + 2). Характерный показатель самоочищаемости воздухоочистителя ГАЗ с фильтром МААЗ-5 заключается в изменении величины его сопроти¬ вления. Оно растет чрезвычайно медленно и, очевидно, главным образом 135
за счет поднятия уровня масла. Когда последнее начинает своими брызгами захлестывать нижнюю часть внутреннего цилиндра, она постепенно по¬ крывается наслоениями пыли, закупоривающими проход. Вследствие этого сопротивление начинает возрастать резче. Но и в полностью запыленном состоянии величина сопротивления доходит лишь до 100 Jœ водяного столба, что дает падение мощности двигателя не свыше 1 /0. Характеристика работы второго испытывавшегося воздухоочистителя конструкции УзГИАТ приведена на рис. 4. Непроизводительный расход масла /и, о котором говорилось выше и который оказывает решающее влияние на показатель очистки воздуха от пыли, начинается вскоре после начала работы очистителя и продолжается очень недолго, но за это время успевает уйти г/3 всего масла. Оставшееся количество масла в состоянии уловить лишь 490 г пыли, да и то при таком сопротивле- невозможна. Учитывая Рис. 4. Характеристика работы воздухоочи¬ стителя конструкции УзГИАТ. последнее, необходимо снизить емкость его до 410 г, что со¬ ответствует 231/2 час. работы при пылесодержании 0,2 г/лс3. Характерно временное по¬ вышение сопротивления при усиленном расходе масла, о ко¬ тором говорилось выше. При¬ рода причины просасывания масла, ввиду совершенно иной конструкции, здесь не та, что в очистителе ГАЗ. Здесь масло под действием вращающегося потока воздуха приобретает также вращательное движение и поверхность его приобретает форму параболоида. Это рас¬ суждение не является теоре¬ тическим, ибо в конце опыта полусухая поверхность отло¬ жившейся в резервуаре пыли имела именно указанную форму. Верхние кромки параболоида приданном расстоянии между завихривающими ло¬ патками и уровнем масла очевидно сразу же подходят под лопатки и доста¬ точно сравнительно небольшого количества осевшей пыли, чтобы эти кромки стали цепляться за лопатки и срываться ими. Дальнейшее протекание явления вероятно сходно с таким же явлением у автомобиля ГАЗ, т. е. в силу сцепления масляных частиц друг с другом образуется масляный „смерч", быстро отсасывающий значительное коли¬ чество масла, которое слабая фильтрующая часть очистителя УзГИАТ не в состоянии удержать. его колеблется между 5 и 10, а степень очистки достигает 98,3°/0 на отдельных участках работы (например на участке, непосредственно следующем за прекращением расхода масла). Сравнительно интенсивное повышение сопротивления имеет место по причине отмечавшегося еще в предыдущем исследовании забивания 136
промасленной пылью промежутков между слишком частыми завихрива- ющими лопатками. Из сравнения кривых основных показателей очистителей ГАЗ и УзГИАТ видно, что конкурировать между собой могут лишь вариант ГАЗ с фильтром МААЗ-5 и УзГИАТ (рис. 5). Не¬ смотря на то, что по ве¬ личине степени очистки оба эти очистителя •при¬ мерно одинаковы, преиму¬ щество несомненно остает¬ ся за первым, так как он имеет в 2х/2 раза боль¬ шую продолжительность службы благодаря отсут¬ ствию непроизводитель¬ ного расхода масла. Воз¬ духоочиститель ГАЗ обла¬ дает меньшим сопроти¬ влением проходу воздуха Рис. 5. Кривые основных показателей очистителей ГАЗ и УзГИАТ как в чистом, так осо¬ бенно и в запыленном со¬ стоянии. С чисто эксплоатационной точки зрения (легкость разборки и очистки) воздухоочиститель ГАЗ исключительно удобен. В то время как запылен¬ ный воздухоочиститель УзГИАТ невозможно разобрать одному чело¬ веку, до того сильно прихватывает егр части промасленная пыль, у воз¬ духоочистителя ГАЗ внутренняя часть легко выходит при вывертывании верхнего крепящего болта. Заключение по воздухоочистителям ГАЗ Произведенные испытания с несомненностью установили ряд положи¬ тельных качеств воздухоочистителя, выбранного Горьковским автозаводом для своих машин. Однако большинство из них справедливо лишь в том случае, если внутреннюю фильтрующую часть его, представляющую обычную проволочную сетку, заменить активной частью воздухоочисти¬ теля МААЗ-5. Произвести эту замену не представляет никаких затруд¬ нений. Необходимо лишь позаботиться об уплотнении между фильтром и крышкой, для чего достаточно поставить войлочное кольцо. Внизу фильтра уплотнения не требуется благодаря наличию „масляного за¬ твора “. Что касается дальнейшего усовершенствования модели воздухоочи¬ стителя ГАЗ, то оно должно производиться в направлении улучшения действия предварительной инерционной очистки путем устройства более энергичного завихривания воздуха. Пределом в этом отношении очевидно является крыльчатка очистителя УзГИАТ, но в ее чистом виде она вряд ли может быть рекомендована вследствие наблюдающегося быстрого забивания промежутков между лопатками промасленной пылью. Воз¬ 137
можно, что помещение ее в середине кольцевого канала (по высоте),, вне пределов досягаемости масляных брызг, даст весьма положительный результат. Воздухоочиститель для машин ЗИС При испытании воздухоочистителей „Дельбаг КМ-5“ и УзГИАТ (см. „Мотор" № 9 за 1934 г.) было указано на целесообразность объединения их в общую конструкцию. Mo ковский автоарматурный завод произвел это объединение Рис. 6. Воздухоочиститель МААЗ-5-М он справляется весьма успешно при его поверхности. и сконструировал воздухоочи¬ ститель МААЗ-5-М (рис. 6). Действие воздухоочистителя МААЗ-5-М заключается в сле¬ дующем: запыленный воздух, входя в ряд круглых отверстий, рас¬ положенных ниже его середины, прохЪ ит по кривой поверхности, образуемой нижней частью кол¬ пака, и резко изменяет свое на¬ правление благодаря наличию боль¬ шого числа наклонных лопаток (принцип УзГИАТ). После косого удара о поверхность налитого в резервуар масла, где остается значительная часть пыли (см. ниже), воздух с меньшим пыле- содержанием, но сильно насыщен¬ ный масляными брызгами, про¬ ходит снова между лопатками, но уже в другом направлении. В этом случае лопатки служат отражателями для отбрасывания масла назад. Дальнейший путь воздуха преграждается масляным фильтром типа „Дельбаг КМ", из¬ вестным под названием „МААЗ-5", назначение которого — отсеять оставшуюся пыль и масло, с чем обеспечении равномерной нагрузки maaq6" мДН0 предваРительное замечание об устройстве очистителя МААЗ-о-М касается поставленного заводом указателя уровня масла в резер¬ вуаре. о инструкции самого же завода следует зазор между нижними кромками крыльчатки и уровнем масла делать 16 мм. Однако отверстие, устроенное тем же заводом как указатель этого зазора, расположено всего на о мм от крыльчатки. Действительно, необходимый уровень масла лежит как раз против середины нижней накатки на корпусе, которая и должна служить указателем. Никакого отверстия и винта, его закры¬ вающего, при этом делать не нужно, ибо накатка гораздо рельефнее 138
указывает, до каких пор надо наливать масло. На рис. 6 указан именно этот исправленный уровень масла. Так как воздухоочиститель МААЗ-5-М—это видоизмененный УзГИАТ, у которого фильтр из волоса или стружки заменен фультром „Дельбаг", то для выявления полученной разницы в работе очиститель УзГИАТ (в оформлении для машин ЗИС) также подвергся испытанию. Для выявле¬ ния работоспособности фильтрующей части его, о которой говорилось ранее, как о явно недостаточной, дополнительно было произведено ис¬ пытание варианта УзГИАТ без фильтра. С этой же целью были испытаны варианты воздухоочистителя МААЗ-5-М без крыльчатки с переносом центра тяжести работы на фильтр „Дель- баг“ и без фильтра, но с крыльчаткой. Каждый из испытывавшихся воздухоочистителей (5 вариантов) про¬ дувался запыленным воздухом с пылесодержанием 0,3—0,4 г/м8 и тем¬ пературой 70° Ц вплоть до полного израсходования масла. Повышенное- пылесодержание объясняется изношенностью распыливающего аппарата установки и желанием сократить и без того продолжительные опыты. Удельный расход воздуха поддерживался примерно постоянным и колебался (в зависимости от атмосферных условий) между 136,0 и 137,7 м8)часу что соответствует примерно 1150 об/мин. двигателя ЗИС-5 на полном дросселе или, приблизительно, 1550 об/мин. на экспло- атационном режиме (0,75 полного дросселя). Эквивалентная скорость автомобиля при этом получается соответственно равной 29,2 км)час при полном дросселе и около 40 км/час на эксплоатационном режиме (на прямой передаче в коробке скоростей). Цифровые результаты опытов, включая подсчетный материал, помеще¬ ны в табл. 3. Подсчет истинных количеств задержанной воздухоочистителями пыли для промежуточных замеров каждого опыта (табл. 4, см. стр. 142) был проделан аналогично описанному выше. Повторяем, что истинные зна¬ чения показателей очистки, полученные экспериментальным путем, имеют место лишь для конечной точки каждого опыта, для промежуточных же точек они получены подсчетным путем. Цифровые данные табл. 3 иллюстрированы кривыми рис. 7, 8. На рис. 7 представлены характеристики работы всех трех вариантов воз¬ духоочистителя МААЗ-5-М, выраженные в зависимости от поступившего в него вместе с воздухом количества пыли в граммах. Так как воздухо¬ очиститель МААЗ-5-М относится к числу весьма мало реагирующих на пылесодержание воздуха, то представляется возможность нанести второй масштаб — продолжительность работы, причем для сравнения с другими очистителями пылесодержание, при определении этого масштаба, принято равным 0,2 г/лг3. При рассмотрении кривых рис. 7 бросается в глаза краткость работы варианта очистителя без фильтрующей части. Отнюдь не следует по¬ нимать, что в конце опыта с этим вариантом очиститель был запылен доотказа. Дело объясняется проще: три первые точки показали крайне низкое качество его работы (#=71,6%) и, так как очиститель явно не может быть рекомендован для эксплоатации, опыт был преждевременно прекращен. Результаты его любопытны лишь тем, что они иллюстрируют 139
Сводка результатов № по порядку № про- ! і токола Дата і Q, м31час часов Qt, м3 S, г G, г 1 1 1 2 3 4 5 6 1 7 8 9 L 10 ММІ ] 12 13 І^В 14 -<!■ і5 И 16 17 18 19 .20 і 21 22 23 Я 24 25 26 27 28 29 30 1 1 2/4 2/4 2/4 2 5 2/5 2/6 1 6/10 6/10 6/11 6/11 6/11 6 12 6/12 12/27 12/27 12/27 12/27 12/28 12/28 12/28 11/25 11/25 11/25 11/25 И/26 И/26 И/26 10/24 10/24 10/24 1934 25/ХІ 25/XI 25/ХІ 29/Х1 1/ХІІ 2/ХІІ 8/ХІІ 8/Х1І 9/ХІІ 9/ХІІ 10/ХІІ 10,XII 11/ХІІ 1935 13/1 14/1 14/1 15,1 15/1 16/1 16/1 9/1 9/1 10/1 Ю/І Н/І ИД 13/1 8/1 8/1 8/1 137,7 137,7 137,7 137,7 137,7 137,7 136,2 136,2 136,2 136,2 136,2 136,2 136,2 136,7 136,7 136,7 136,7 136,7 136,7 136,7 136,0 136,0 136,0 136,0 136,0 136,0 136,0 136,0 136,0 136,0 1,92 4,67 7,50 10,83 14,67 17,83 1,00 2,75 4,92 7,00 10,42 13,17 14,25 1,87 4,80 8,00 12,55 17,30 21,68 25,80 1,80 4,57 9,50 14,45 19,88 23,68 26,10 1,92 4,75 7,58 ! 264,5 643,0 1032,0 1490,0 2020,0 2450,0 136,2 374,0 670,0 952.5 1417,0 1793,0 1940,0 255,5 655,5 1093,0 1715,0 2365,0 2965,0 3525,0 245,0 621,0 1292,0 1965,0 2705,0 3220,0 3550,0 261,0 645,0 1030,0 1 64,0 160,0 260,5 438,0 622,0 821,5 УзГИАТ 74,0 184,0 295,0 451,0 605,0 762,0 817,5 90,0 229,5 364,0 554,0 741,5 943,0 1177,5 MAj 86,0 218,0 397,5 586,5 780,5 984,5 1075,5 74,0 215,0 355,0 —4 УзГИд 45,0 —109,0 -185,5 - 18,5 . 162,0 ■ 346,5 для ЗИС-5 г 68,0 62,5 —100,0 52,0 202,0 357,0 411,5 МААЗ- 19,5 156,0 289,5 477,0 515,5 689,5 920,0 ^3-5-М без -121,0 1,0 146,0 269,0 330,0 407,0 466,0 МААЗ-5-М 53,0 154,0 249,0 140
тан ий воздухоочистителей Таблица $ а, г 5 = S — а, г Л, мм Н2С 1 ) Р, г/м* /л, г 1 для ЗИС-5 1 1 1 1 59,0 5,0 92,2 18,9 41 0,242 I 14,0 144,0 16,0 90,0 24,9 56 0,249 253,5 234,5 26,0 90,0 25,2 70 0,252 420,0 401,5 36,5 91,7 24,5 54 0,294 420,0 582,0 40,0 93,5 19,8 74 0,308 420,0 766,5 55,0 93,3 22,4 178 0,335 420,0 без фильтра 68,0 6,0 91,9 44,1 6 0,543 160,0 24,0 87,0 64,2 16 0,492 97,5 240,0 55,0 81,4 82,1 28 0,440 340,0 392,0 59,0 86,8 61,9 28 0,474 340,0 542,0 63,0 89,6 44,5 45 0,427 340,0 697,0 65,0 91,5 36,3 71 0,425 340,0 751,5 66,0 91,9 34,0 116 0,421 1 340,0 5-М 78,5 11,5 87,2 45,0 71 0,352 59,0 215,0 14,5 93,6 22,1 * 89 0,350 59 0 348,5 15,5 95,7 14,2 101 0.333 59,0 536,0 18,0 96,7 10,5 124 0,323 59,0 700,0 41,5 94,5 17,6 131 0,314 184,5 889,5 53,5 * 94,3 18,0 141 00 со с 200,0 1120,0 57,5 95,1 1 16,3 267 0,334 200,0 крыльчатки 79,5 6,5 92,5 26,5 63 0,351 200,5 202,0 16,0 92,7 25,7 63 0,351 201,0 368,0 29,5 92,6 22,8 66 0,308 222,0 543,0 43,5 92,6 22,1 78 0,298 274,0 723,0 57,5 92,7 21,3 91 0,289 393,0 912,0 72,5 92,6 22,5 132 0,306 505,0 996,0 79,5 92,7 22,4 181 0,303 530,0 без фильтра 53,0 21,0 71,6 80,4 60 0,283 154,0 61,0 71,6 94,6 60 0,333 249,0 106,0 70,2 102,8 65 0,344 —— 141
Таблица 4 Определение истинного количества задержанной воздухоочистителем пыли № по порядку g 1 II > 1 1 11 а' при R — const Да' = 1 ~а П ~ 1 -в'п-1 ; Поправка на Д а' A а а А т т 1 1 45,0 1 45.0 і УзГИАТ для 59,5 59,5 ЗИС-5 - 0.5 59,0 59,0 14.0 140 2 —109,0 —154,0 149,5 90.0 - 5,0 85.0 144,0 239,0 253,0 3 1 —185,5 — 76,5 243,0 93,5 - 3,0 90,5 234,5 167,0 420,0 4 1 — 18.5 167,0 1 408,5 165,5 h 1.5 167,0 401.5 420;0 5 162,0 180,5 580,5 172.0 h 8,5 180,5 582,0 - 420,0 6 346,5 1 184,5 766,5 186,0 - 1.5 184,5 766,5 — 420^0 УзГИАТ для ЗИС-5 без фильтра 7 68,0 68,0 8 62,5 - 5,5 9 —100,0 -162,5 10 52,0 152,0 11 202,0 150.0 12 357,0 155,0 13 411,5 54,5 14 19,5 19,5 15 156,0 136,5 16 289,5 133,5 17 * 477,0 187,5 18 515,5 38,5 19 689,5 174,0 20 920,0 230.5 ! 68,0 68,0 169 0 101,0 — 9,0 271,0 102,0 -22,0 415,0 144,0 + 8,0 556,0 141,0 + 9,0 700,5 144,5 + 10,5 751,5 51,0 + 3,5 МААЗ-5-М 85.5 85,5 — 7,0 218,0 132,5 -- 4,0 346,0 128,0 -- 5,5 527,0 181,0 + 6,5 705,5 178,5 — 14,5 896,5 191,0 — 1,5 1120,0 223,5 + 7,0 68,0 92 0 68,0 160.0 97,5 97,5 80,0 240,0 242,5 340,0 152,0 392,0 340,0 150,0 542,0 340,0 155,0 697,0 —— 340,0 54,5 751,5 ■ ■ 340,0 78,5 78,5 59,0 59,0 136,5 215,0 ——• 59,0 133,5 348,5 ■ ■ 59,0 187,5 536,0 59,0 164,0 700,0 125,5 184 5 189,5 889,5 15,5 200,0 230,5 1120,0 200.0 МААЗ-5-М без крыльчат к'и 21 22 -121,0 1,0 -121,0 122,0 79,5 202,0 368,0 543,0 723,0 912,0 996,0 79,5 122,5 —- 79,5 79,5 200,5 200,5 23 146,0 145,0 122,5 202.0 0,5 201,0 24 25 26 27 269,0 330,0 407,0 466,0 123,0 61,0 77,0 59,0 166,0 175,0 180.0 189,0 84,0 1 1 1 1 1 166,0 175.0 180,0 189,0 84,0 368,0 543,0 723,0 912,0 996,0 21,0 52,0 119,0 112.0 25,0 222.0 274,0 393,0 505,0 530,0 142
качество работы крыльчатки как таковой, кстати сказать оказавшееся довольно низким. Объясняется это, по всей вероятности, сравнительно малым количеством лопаток, вследствие чего в горизонтальной проекции крыльчатки при данном наклоне лопаток образуются сквозные щели, дающие возможность части потока воздуха миновать лопатки и непо¬ средственно завернуть внутрь очистителя, не подвергаясь интенсивному завихриванию. Вариант без крыльчатки с переносом центра тяжести работы очи¬ стителя на заведомо работоспособный фильтр должен был дать резуль¬ таты, отличающиеся от результатов испытания всего очистителя, быть может лишь в смысле умень¬ шения показателей к концу работы. Однако отсутствие от¬ брасывающего действия лопа¬ ток крыльчатки и нерацио- Рис. 8. Характеристика возду¬ хоочистителей УзГИАТ. Рис, 7. Характеристика трех вариантов воздухоочистителей МААЗ-5-М.. нальное расположение фильтра дали такой интенсивный расход масла в течение всего опыта, что показатели очистки оказались заведомо сни¬ женными. Особенно .много масла израсходовано в течение первых двух часов работы, когда общее количество его уменьшилось сразу на 24,5°/0. Следует оговориться, что здесь есть доля вины экспериментатора. При заправке воздухоочистителя расстояние между нижней кромкой, направ¬ ляющей поток воздуха, и уровнем масла было выдержано таким же, как и в случае наличия лопаток между нижним краем их и маслом, т. е. по инструкции завода 16 мм. Масла, естественно, пришлось налить больше, как раз на высоту изъятых лопаток, причем предполагалось, что ввиду уменьшения интенсивности завихривания это расстояние бу¬ дет еще велико. Однако оказалось, что поток воздуха снял почти весь излишек масла, налитый сверх нормального уровня (при наличии крыль¬ чатки) и установил его как раз против нижней кромки сделанного за¬ 143
водом отверстия-указателя. Это, без сомнения, указывает на то, что устройство кривой направляющей поверхности для потока воздуха вы¬ зывает весьма интенсивное завихривание последнего, дающее исключи- * тельно сильное разбрызгивание масла. Так как повышенный первоначальный расход масла сразу же сильно снизил показатель очистки вследствие увлечения вместе с маслом части пыли, то казалось бы целесообразным повторение опыта с правильно заправленным очистителем. Однако факт дальнейшего непрерывного и чрезмерного по величине расхода масла (см. кривую т на рис. 7 для варианта без крыльчатки) заставил отказаться от повторения, так как заметного улучшения показателей при этом получить все равно невоз¬ можно. Необходимо предварительно обеспечить правильную работу фильтра с тем, чтобы он был в состоянии задерживать увлекаемое снизу масло. При варианте МААЗ-5-М без крыльчатки 53,5°/0 от общего количе¬ ства масла расходуется непроизводительно, если считать по правильной заправке (исключить излишек, налитый вначале, из общего баланса). Не взирая на это, показатели очистки рассматриваемого варианта сравнительно мало отличаются от таковых же при работе всего очисти¬ теля в полностью собранном виде. Это обстоятельство лишний раз под¬ тверждает уже высказанное предположение о малом влиянии крыльчатки в выполнении МААЗ на интенсивность завихривания. Однако отбрасы¬ вающее влияние их явно сказывается, если взглянуть на кривую расхода масла для основного варианта МААЗ-5-М. Здесь мы имеем скачкообраз¬ ное протекание кривой, причиной которого является уже упоминавшееся срывание краев параболоида поверхности масла краями лопаток и об¬ разование при этом масляного „смерчаа общий непроизводительный расход не превышает 41,8°/0 от всего заправленного количества. Причина того, что фильтр не в состоянии удержать просасываемое сквозь него масло, все та же—неправильная его установка. Это особенно наглядно видно при разборке запыленного очистителя: отверстия на по¬ верхности фильтра на три четверти от верхней крышки его оказываются наглухо закупоренными промасленной пылью, успевшей уже подсохнуть, и лишь нижняя четверть смочена маслом и имеет нормальный вид. Есте¬ ственно, что скорость воздуха, получающаяся в этой четверти, настолько высока, что масло не в состоянии удержаться на поверхности лент фильтра. Кроме того, небольшой резервуар, образованный нижней крышкой (опорой) фильтра, в который стекает масло с поверхностей последнего, имеет почти одинаковую высоту стенок как внутренней, образованной выступом воздухоотводящего патрубка, так и наружной, находящейся в восходящем потоке воздуха. Принимая во внимание далеко не безраз¬ личное подсасывающее действие потока воздуха, получается, что масло из этого резервуара неминуемо должно итти во всасывающую систему двигателя, а отнюдь не стекать обратно, навстречу действию потока. Для того, чтобы все же заставить его стекать обратно необходимо сде¬ лать внутреннюю стенку значительно выше внешней, причем нельзя не учесть, что простое повышение (удлинение) воздухоотводящего патрубка закупорит часть фильтра, что по меньшей мере нерационально. 144
Из всего сказанного совершенно ясно, что несмотря на сравнительно высокий коэфициент очистки, даваемый воздухоочистителем МААЗ-5-М (95,1% в окончательно запыленном состоянии и до 96,7% в промежу¬ точных точках), совершенно необходимо устранить непроизводительный расход масла. Помимо того, что это увеличит на 40,8% продолжитель¬ ность службы воздухоочистителя до перезаправки, даваемая им степень очистки также значительно повысится. Доказательством этому служит тот факт, что на отдельных промежутках между замерами, когда не было повышенного расхода масла (прямые участки на кривой g, рис. 7), степень очистки колеблется между 98 и 99%, даже не считая возмож¬ ного здесь небольшого расхода масла. Поддержание же степени очистки на указанном уровне в течение всего времени работы даст улучшение работы очистителя, считая по количеству незадержанной пыли или, что то же, по R б в 2,5—5 раз соответственно. Воздухоочиститель УзГИАТ (для ЗИС-5), характеристики которого изо¬ бражены на рис. 8, также показал чрезвычайно интенсивный непроизво¬ дительный расход масла, благодаря чему общая степень очистки его снизилась до 93,3%я в то время как на отдельных участках она дохо¬ дит до 98,2%. Сравнение кривых расхода масла и варианта без фильт¬ рующей части показывает, что эта часть, будучи выполнена из редкой набивки металлической стружкой, почти совершенно не в состоянии задерживать ни масло, ни пыль. Получившееся несколько меньшее значение суммарной величины расхода масла в случае очистителя без фильтра вообще говоря парадоксально, но является следствием очень простого факта: во время этого опыта, вследствие неисправности распыливающего аппарата установки, пылесодержание воздуха почти вдвое превышало такое же при испытании очистителя в полностью собранном виде. Ввиду слишком большого удельного количества пыли, масло срав¬ нительно быстрее связывалось ею и не имело той же подвижности. В цифрах роль фильтрующей части в очистителе УзГИАТ выражается увеличением степени очистки на 0,4% или в 1,015 раз, что конечно явно недостаточно. Однако из полученных результатов можно сделать один немаловаж¬ ный вывод, могущий послужить основанием для проектирования хоро¬ ших воздухоочистителей: крыльчатка УзГИАТ, выполненная из 32 лопа¬ ток, отогнутых под углом 45°, дает такую высококачественную очистку воздуха от пыли, какой ни при каком другом инерционном воздухо¬ очистителе получить не удается (91,9% при значительном расходе масла). Необходимо лишь создать такой фильтр, который бы при небольшом сопротивлении обеспечивал задерживание улетающего масла и остав¬ шейся пыли. Таким фильтром, судя по опыту с воздухоочистителем ГАЗ, является фильтр типа „Дельбаг КМ", поставленный в надлежащие усло¬ вия работы. Воздухоочиститель МААЗ-5-М, служащий как раз такой комбина¬ цией (принципиально, а не конструктивно), имеет отступления от обоих указанных положений и потому не дает должного эффекта. Тем не ме¬ нее показатели его все же выше, чем у УзГИАТ, что ясно видно из сравнения характеристик. Правда, сопротивление его проходу воздуха 10 Автомобильный мотор. 145
также выше но лежит во вполне допустимых пределах, давая падение мощности двигателя в среднем около 1% почти до самого конца работы. Для того чтобы по возможности улучшить качество работы очисти, теля МААЗ-5-М, можно наметить следующие мероприятия. 1. В первую очередь необходимо ч обеспечить правильную работу фильтрующей части, что можно, без особого ущерба для показателя сопротивления, выполнить следующим образом! установить внутри фильтра полый усеченный конус, опирающийся основанием на выходящий патру¬ бок (без зазора), а усеченной вершиной не доходящий до крышки фильтра приблизительно на 30 мм. Диаметр верхнего сечения этого конуса дол¬ жен быть 45 мм. Указанные размеры намечены из условия минимального повышения сопротивления воздухоочистителя проходу воздуха с одно, временным обеспечением равномерной нагрузки всей поверхности фильтра. Стойку крепления крышки фильтра при L Ж— Рис. 9. Схема воздухоочистителя МААЗ-5-М улучшенной кон¬ струкции. этом можно выполнить в виде частичного продолжения образующих конуса. Примерный чертеж воздухоочисти¬ теля, имеющего указанное изменение, представлен на рис. 9. Это мероприятие, которое завод легко может осуществить без всякой ломки всего технологического процесса, должно в значительной мере освободить воздухо¬ очиститель от непроизводительного рас¬ хода масла и тем самым автоматически улучшить его показатель очистки. Не¬ обходимо отметить лишь, что должна быть обеспечена герметичность в месте соединения конуса с выходным патруб¬ ком. 2. Уничтожить щели между лопат¬ ками крыльчатки в горизонтальной проек¬ ции последней. Так как угол наклона лопаток должен оставаться без изме¬ нения, то желаемый результат может быть получен очевидно лишь за счет увеличения их количества, с до¬ ведением его максимум до 32. 3. Обеспечить проход воздуха только между лопатками крыль¬ чатки, для чего необходимо довести направляющую поверхность до ниж¬ них кромок лопаток (в пределе). Чтобы сделать это осуществимым, при¬ дется, очевидно, выполнить соответствующие прорези в направляющей поверхности или в лопатках. 4. Придать дну масляного резервуара форму параболоида, образуе¬ мую поверхностью горячего масла при вращении от действия потока воздуха, идущего с лопаток со средней эксплоатационной скоростью. 5. Увеличить входные сечения проходов между лопатками крыль¬ чатки в радиальном направлении путем уменьшения диаметра нижнего среза тела вращения, образуемого направляющей поверхностью ДдЯ пРе" дотвращения быстрого забивания их промасленной пылью. 146
6. Попробовать устроить завихривающую крыльчатку только на входе воздуха в очиститель. Если при этом фильтр окажется в состоянии удер¬ живать увлекаемое к нему масло, то обеспечивается постоянная смазка его и „самоочисткаü воздухоочистителя в целом. Для проверки правильности изложенных мероприятий были осуще¬ ствлены мероприятия по пп. 1 и 2, причем так как внесение конуса во внутреннюю часть фильтра является принципиальным видоизменением конструкции, новый вариант очистителя получил и новое название МААЗ-5-М-2 (2-я модель). Остальные мероприятия по пп. 3, 4, 5 и 6, как связанные с корен¬ ной переделкой всего штампового хозяйства завода и зависящие от успеш¬ ности первых двух, были отложены осуществлением дополучения резуль¬ татов испытания МААЗ-5-М-2. Для получения непосредственной сравнимости результатов с преды¬ дущими, условия опытов были взяты в точности теми же самыми, т. е. удельный расход воздуха через очиститель 137 м^нас, запылен¬ ность воздуха 0,3 г/л/3 и температура воздуха 70?Ц. Запыленный воз¬ дух просасывается сквозь очиститель до тех * пор, пока в нем почти со¬ вершенно не оставалось свободного масла, после чего производилось отделение истинного количества задержанной пыли прежним же ме¬ тодом. Подсчет истинных количеств задержанной пыли а для промежуточных замеров производился тем же несколько искусственным способом, что и ранее и показан в табл. 5. Кроме того, дополнительно было произведено испытание в условиях меняющегося расхода воздуха и постоянных продолжительности работы и пылесодержания для определения изменения рабочих параметров очи¬ стителя в зависимости от режима работы двигателя. Испытание заклю¬ чалось в 4 опытах при расходах воздуха 75, 100, 137 и 175 м*/час и при пылесодержании 0,2—0,3 г/л/3, продолжительностью каждый 5 час. Получить большие величины расхода воздуха не удалось, несмотря на крайний интерес в этом, так как воздушный насос установки оказался слишком маломощным. Помимо основного образца воздухоочистителя МААЗ-5-М-2 были испытаны варианты его без крыльчатки и с двойной крыльчаткой. В процессе самих опытов был создан еще четвертый вариант очистителя, в котором отсутствовала крыльчатка и был устроен дополнительный сток масла с фильтра вне сферы действия воздушного потока. Однако этот вариант оказался неудачным, а потому из дальнейшего рассмотрения он исключен и приведены лишь цифровые данные в табл. 5. Для сравнения было произведено еще испытание немецкого воздухо¬ очистителя „Дельбаг", послужившего частично образцом при проектиро¬ вании МААЗ-5-М. Результаты показали чрезмерный расход масла с одно¬ временным палением показателей (за первые же 2 часа работы весь и без того небольшой запас масла расходуется полностью), что и побу¬ дило ограничиться лишь приведением цифровых данных двух произве¬ денных опытов в табл. 5, не иллюстрируя их графически. Необходимо лишь напомнить, что когда очиститель МААЗ 5 М имел такую же форму -масляного резервуара как и „Дельбаг", у него также наблюдалось 10* 147
Сводка результатов испытаний № по порядку № про¬ токола 1 Дата Q, м3/*шс /, часов Q/, м3 S, г ; °- 1 1 ' 2 3 1 4 5 і 6 1 1 8 9 1 10 і 11 і 12 13 14 ■Л Il I6 Иу п ’’"’Як 18 .fl 19 И 20 If 21 яС 22 ІИ 23 ІИ 24 ,и 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 ! 40 I 148 6/13 ! 6 13 6/13 І 6/13 6/14 6/14 I 6/14 ’ 6/15 1 9/18 746 ! 7 16 8/17 2/4 2/4 2/4 2/4 2/5 2/5 2/5 2/5 2/6 2/6 2/6 2/6 2/7 2/7 4/11 4 11 4/11 I8 3/8 3/8 3/9 3/9 39 3,9 3/10 3/10 5/12 5/12 10/IV 1 11/IV 11/IV 13/1V 14/1V 15/1V 15/1V 16/1V 21/IV 17/IV 19/IV 20/1V 17/III 19'111- 19/ПІ 20 III 20/111 21/ПІ 21/111 22/111 22/111 23/111 23/III 25/111 25/111 26ДІІ : здѵ 3/IV 4/IV 27 III 1 28/111 28/ІП 29/III 29 HI 31/111 31/ІЦ 1/IV 2/1V 9/IV 9/1V 137,0 137,0 137,0 137,0 137,0 137,0 137,0 137,0 137,0 75,0 100,0 175,0 137,0 137,0 137,0 137,0 137,0 137,0 137,0 137,0 137,0 137,0 137,0 137,0 137,0 137,0 137,0 137,0 137,0 137,0 137,0 137,0 137,0 137,0 137,0 137,0 137,0 137,0 137,0 137,0 1,25 3,67 5,50 10,95 15,70 17,92 24,08 26,20 5,00 5,00 5,25 5,00 2.00 4,92 7,58 10,68 13,18 16,38 18,88 22,05 24,30 27,33 30,03 33,23 35,73 38,68 МА/ 2,00 6,25 13,20 4,00 7,00 9,50 12,50 15,00 17,95 20,45 26,45 29,45 2,00 2,00 171,2 502,0 753,0 1500,0 2150,0 2452,0 3298,0 3588,0 685,0 375,0 525,0 875,0 274,0 673.5 1037,0 1464,0 1806,0 2245,0 2585,0 3020,0 3'125,0 3740,0 4110,0 4550,0 4890,0 5300,0 «-5-М-2 бе 274,0 856,0 808,0 548,0 959,0 1302,0 1712.0 2055,0 2460,0 2800 0 3620,0 4030,0 274,0 274,0 62,0 177,0 267,5 445,5 653,0 770,5 919,5 1049,0 207,0 66,5 116.5 249,0 MAAS 78,0 198,5 309,0 442,0 552.0 686,0 798,5 915,5 993,5 1099.0 1181,0 1301,5 1403,5 1529,5 з к р Ы л ь ч 76,0 269,0 575,5 МААЗ-5-ft 163,5 284,5 388,5 514 0 602,5 718,0 826.0 1104,0 1262,0 75 0 88,0 МДд 1 і 5515 !б7,5 255,5 432,0 517,5 630,5 731,5 860,0 191,5 64 0 110,5 225,5 1-5-М-2 б( 74,5 193,0 301,5 422,5 504,5 607,5 671,0 745,5 784,5 841,0 893,0 989,5 1053.5 1158,5 ИКИ С J 67,5 204,0 98,5 1-2 с две 160,0 257,0 352,5 476,0 557.5 642,0 632,0 893.0 1046,0 5. „Д е - 265,01 —237,01
Таблица 5 жителей МААЗ 5-М-2 и „Дельбаг КМ" а, г 1 s, г R % 1 Ragc i j Л, jim HoO 1 P, г'лР z/z, г і-М-2 60,0 2,0 96,8 11,70 60—63 0,362 4,5 172,0 5,0 97,1 9,96 68 0,352 4,5 260,0 7,5 97,1 9,96 70 0,355 4.5 436,5 9,0 98,0 6,00 77 0,297 4,5 632,7 20,3 97,0 9,43 94 0,304 116,2 747,6 22,9 97,0 9,34 96 0,314 117,1 891,0 28,5 96,9 8,63 173 0,279 159,5 1019,5 29,5 97,1 8,22 i 333 0,292 159,5 203,5 3,5 98,3 5,11 65-73 0,302 i 12,0 64,0 2,5 96,2 6,66 29—32 0,177 — 115,0 1,5 98,7 2,86 39-45 0,222 4,5 224,0 Н 5,0 97,9 5,72 95—122 0,285 , 18,5 : р ы л ь ч а т 74,5 к и х 3,5 95,5 12,77 51—65 0,285 —« 193,0 5,5 97,2 8,17 66 0,295 —— 301,5 7,5 97,5 7,22 64 0,298 —— 426,9 15,1 96,6 10,30 69 0,302 4,4 529,7 22,3 96,0 12,35 66 0,306 25,2 655,9 30,1 95,7 13,40 68 0,306 48,4 760,5 38,0 95,2 14,70 75 0,309 89,5 869,9 45,6 95,1 15,10 74 0,303 124,4 942,3 51,2 94,8 15,40 77 0,299 157,8 1040,9 58,1 94,6 15,54 80 0,294 199,9 1117,1 63,9 94,6 15,56 86 0,288 224,1 1230,5 71,0 94,5 15,62 97 0,2x6 241,0 1326,4 77,1 94,5 15,76 105 0,287 272,9 1444,5 85,0 94,4 16,04 130 0,289 286,0 о л н и т е л 74,5 ь н ым сто 1,5 ком м а с л < 98,0 5,47 53—56 0,277 7,0 263,5 5,5 97,9 6,42 62 0,314 59,5 563,5 12,0 97,9 6,63 79 0,318 465.0 ой крыл 160,0 ь ч а т к о й 3,5 97,8 6,38 60—74 0,298 274,0 10,5 96,3 j 10,95 84 O;297 17,0 372,7 15,8 96,0 12.14 95 0.298 20,2 496,5 17,5 96,6 f 10,23 126 0,300 20,2 580,0 22,5 96,3 10,95 165 0,293 22,5 688,3 29,7 95,9 12,07 207 0,292 46,3 7^3.8 42,2 94,9 15,08 161 0, 95 151,8 1049,5 54,5 95,0 15.06 237 0,305 156,5 1202,5 59,5 95,3 14,76 320 0,313 156,5 а г КМ" 71.0 4,0 94,7 14,60 88—90 0,274 336,0 L 84,7 3,3 96,2 12,04 88,91 0,321 321,7 149
полное израсходование запаса масла в течение одного дня пробега автомашины ЗИС-5. Результаты опытов сведены в табл. 5 и иллюстрированы кривыми рис. 10, 11, 12, 13 и 14. На рис. 10 представлены характеристики работы основного образца очистителя МААЗ-5-М-2 в зависимости от поступившего в него вместе с воздухом количества пыли S в граммах. Рассмотрение этих кривых и сравнение их с кривыми рис. 7 пока¬ зывает, что основной недостаток работы очистителя—непроизводительный расход масла — все-таки не ликвидирован, хотя абсолютная величина этого расхода уменьшилась в 1,25 раза (150,5 г вместо бывших 200 г). Как непосредственное следствие уменьшения расхода масла поднялась. Рис. 10. Характеристика работы осноьного образ¬ ца очистителя МААЗ-5- М-2. Рис. 11. Результаты испы¬ тания без крыльчатки. конечная степень очистки и достигла величины в 97,1% против быв¬ шей 95,1%. То обстоятельство, что постановка внутреннего конуса не уничто¬ жила просасывания масла, а лишь уменьшила его количество, показывает,, что корень зла кроется в самой конструкции очистителя. Картина процессов, совершающихся в нем, представляется совершенно ясной: частицы масла, увлекаемые из резервуара, оседают на фильтре и стекают в его нижнюю чашку, откуда после ее переполнения масло капает вниз, но немедленно подхватывается восходящим потоком воздуха и вновь отбрасывается на фильтр. В результате в чашке и на поверхности конуса образуется наклонный масляный слой, который по прошествии некоторого времени достигает своей верхней кромкой среза конуса и начинает уходить во всасывающую систему двигателя. Очевидно, что если в работе очистителя будут достаточно частые перерывы или резкое ослабление режима, то скопившееся внутри фильтра масло будет успевать стекать вниз и расход его уменьшится. В нормальной экеплоатации 150
автомашины подобные случаи бывают часто, а потому следует ожидать эксплоатационных результатов лучших, нежели лабораторных. Общая емкость очистителя по количеству задержанной им пыли оказалась равной 1020 г при участии в работе 298 г масла (заправ¬ лено 457,5 г, израсходовано непроизводительно 159,5 г; коэфициент использования 0,651). Однако, принимая во внимание размерность получающегося при этом сопротивления (333 мм водяного столба), необходимо снизить эту цифру ориентировочно до 800 г, что дает среднюю продолжительность работы до перезаправки в 30 час. при пылесодержании воздуха 0,2 г/м3 или 60 час. при Р=0,1 г/л/3. В условиях же городской езды по хо¬ рошим мостсшьім продолжительность работы очистителя возрастает чуть ли не беско¬ нечно. Результаты испытания варианта без крыльчатки представлены кривыми рис. 11. Этот вариант представляет большой интерес с производственной точки зрения, ибо весьма заманчиво освободиться от сложного штампа крыльчатки. Однако как предыдущее испы¬ тание, так и настоящее неуклонно показы¬ вают немедленное возрастание расхода масла после удаления крыльчатки, а вместе с тем и падение очистительных свойств. Тем не менее и здесь мы имеем снижение Рис. 12. Вариант с двойной абсолютной величины расхода масла до крыльчаткой. 286 г, против бывшего до устройства конуса 530 г. Конечная степень очистки при этом повысилась до 94,4°/о с бывшей 92,7%. Обращает на себя внимание сравнительно небольшое увеличение сопротивления очистителя проходу воздуха с повышением загрязнен¬ ности всего в 2 раза против начального состояния, в то время как при наличии крыльчатки сопротивление увеличивается в 5,6 раза. Общая емкость варианта без крыльчатки по количеству задержанной пыли оказалась значительно больше, чем у основного образца (см. выше) и достигла величины в 1445 г. Объясняется это тем, что при этом варианте в масляный резервуар входит значительно больше масла (673 г) и, хотя использование его хуже (коэфициент использования 0,575), все же на уловление пыли остается 387 г, против 298 г в основном образце, т. е. в 1,3 раза больше. Следует оговориться, что проводить непосредственную аналогию между количествами задержанной пыли и участвовавшего в работе масла в данных опытах нельзя, ибо, хотя они и должны быть строго пропорциональны, но конец каждого опыта определялся субъективно, по почти полному осушению мас¬ ляного резервуара, в силу чего степень использования масла в каждом опыте была различна. Решая вопрос об относительных преимуществах и недостатках основного образца очистителя и варианта без крыльчатки, необходимо 151
во главу угла поставить величину степени очистки, так как она служит основным показателем. С этой точки зрения основной образец много лучше и, несмотря на значительно меньшую продолжительность его работы, предпочтение должен получить именно он. Дополнительным доводом является еще одно соображение эксплоатационного порядка*, крыльчатка служит хорошим отражателем масла при тряске автомобиля и препятствует выплескиванию его наружу, при отсутствии же ее по всей вероятности некоторая часть масла будет выплеснута, в результате чего, помимо загрязнения машины, упадет и продолжительность работы очистителя. Вариант с двойной крыльчаткой, характеристики работы которого изображены на рис. 12, отличается от основного образца тем, что в промежутки между лопастями крыльчатки снизу введена вторая,, точно такая же крыльчатка. При этом получается полное уничтожение щелей в вертикальной проекции, что препятствует непосредственному повороту воздуха вокруг направляющей поверхности и повышает завихривающую и отражательную способности крыльчатки. Теоретические предпосылки по поводу работы этого варианта, благодаря сказанному выше, были весьма благоприятны, однако практи¬ чески оказалось несколько иное. На первый план выступило чрезмерное уменьшение расстояний между лопатками крыльчатки, в силу чего происходило весьма быстрое забивание этих промежутков промасленной пылью и повышение сопротивления проходу воздуха. Кривая А (рис. 12) наглядно иллюстрирует сказанное. После подачи в очиститель 700 г пыли произошло временное резкое падение кривой сопротивления, причиной чего, очевидно, явилось смывание нароста на лопатках бурно пошедшим маслом. Последнее подтверждается и характером кривой g на этом участке. Всего вариант с двойной крыльчаткой оказался в состоянии вместить 1046 г пыли, после чего свободного масла в нем не осталось совсем. Из 406 г заправленного масла на связывание пыли пошло 248,5 г, дав таким образом коэфициент использования масла 0,613. Ввиду того, что конечная величина степени очистки оказалась ниже, чем у основного образца (95,3°/0), а сопротивление на всем диапазоне работы значительно выше, этот вариант не представляет практического интереса. Подводя итоги проделанной с очистителем МААЗ-5-М в разное время исследовательской работы, приведшей его к виду МААЗ-5-М-2, необходимо признать, что дальнейшее улучшение его показателей при данной конструкции вряд ли возможно. Для того чтобы совершенно устранить непроизводительный расход масла, вызывающий падение степени очистки, необходимо поместить нижнюю часть фильтра под уровнем масла, а это в данной конструкции совершенно невозможно. Выдвигать подобное положение заставляет опыт с очистителем ГАЗ (при применении в нем фильтра „Дельбаг“). Однако из сказанного отнюдь не следует, что МААЗ-5-М-2 плохой очиститель. Показатели его очень высоки по сравнению с другими существующими конструкциями и обеспечение им машин ЗИС-5 даст исключительно большой эконо¬ мический эффект. Дело лишь в том, что имеется возможность создания 152
еще более высококачественного очистителя, и завод должен исподволь подготовить его выпуск, не прекращая выпуска МААЗ-5-М-2. Поскольку воздухоочиститель МААЗ-5 М-2 производится и, очевидно, будет производиться в массовых количествах, представляется чрезвы¬ чайно интересным более полное освещение его работоспособности, чем это было сделано выше. Для этой цели, как уже было указано вначале, было проведено исследование изменения его показателей в зависимости от условий работы (режима двигателя) и определение влияния его на работу двигателя. На рис. 13 представлены результаты первого исследования в преде¬ лах изменения удельных расходов воздуха 75—175 мъ/час. Кривая R дает изменение степени очистки, hx — сопротивления свежезаправлен- ного воздухоочистителя, Д2— сопротивления запыленного 5-часовой Рис. 13. Результаты испы¬ таний воздухоочистителя МААЗ-5-М-2. Рис. 14. Результаты испы¬ таний воздухоочистителя МААЗ-5М—2. работой на данном режиме, иг — расхода масла за то же время. Кроме того, так как во время отдельных опытов не удавалось поддерживать пылесодержание воздуха Р совершенно одинаковым ввиду внесения неопределенной величины отсева пыли в пылевой камере установки до воздухоочистителя, то на рис. 13 нанесены дополнительно точки действительно бывшего во время каждого опыта среднего пылесодержа- ния и соединены условной ломаной линией. Как известно, на очистители типа МААЗ-5-М-2 изменение пылесодержания оказывает весьма малое влияние, в пределах же 0,2—0,3 г Ди3 им можно и вовсе пренебречь. Анализ кривой R подтверждает высказанные ранее, на основании экспериментальных данных с элементами очистителя, теоретические предпосылки, а именно: степень очистки, даваемая комбинированным очистителем „Дельбаг"—УзГИАТ на всем рабочем диапазоне изменяется весьма мало, причем имеет максимум на вполне определенном режиме по скорости воздуха в его сечениях. Сравнительно сильное падение кривой в левой части объясняется ухудшением завихривания в лопатках крыльчатки и лабиринтах фильтра вследствие слишком малых скоростей. 153
Кривые hlt h2 дают размерность сопротивления очистителя без соединяющей с карбюратором гибкой трубы. Для определения влияния очистителя на работу двигателя ЗИС-5 были сняты, после установки на тормозном станке, две характеристики на полном дросселе—без очистителя и с ним. Регулировка карбюратора была произведена для двигателя без очистителя. Топливом служил нормальный эксплоатационный бензин второго сорта (удельный вес у = 0,758), опережение зажигания подбиралось для каждого режима наивыгоднейшим. Попутно с замером крутящего момента, оборотов и расхода топлива замерялось разрежение за карбюратором Д Р^ В обоих случаях—для определения сопротивления очистителя по разности этих величин. Воздухоочиститель был установлен на двигатель точно также, как он устанавливается в эксплоатации, т. е. крепился к гоовке двигателя с помощью специального кронштейна-хомута и к карбюратору—с помощью комплектного с ним гибкого металлического шланга. Результаты испытаний представлены на рис. 14. Здесь Ре— среднее эффективное давление в кг/см2 (величина, прямо пропорциональная крутящему моменту), N— эффективная мощность, развиваемая двигате¬ лем в лошадиных силах, Gm— часовой расход топлива в кгічас, ge — удельный расход топлива в г, &РК— разрежение за карбюратором в мм ртутного столба и п — число оборотов коленчатого вала двигателя в ми¬ нуту. Кроме того, в табл. 7 фигурируют еще величины Д t — время рас¬ хода дозы в 223,4 см2 топлива в минутах, В — барометрическое да¬ вление в день и часы проведения опыта и t° Ц — температура воздуха, засасывавшегося двигателем в то же время. Все величины, изображенные на рис. 14 кривыми, кроме АР* при¬ ведены к нормальным атмосферным условиям (750 мм ртутного столба Сплошными линиями охарактеризована работа двигателя без воздухо¬ очистителя, пунктирными — с ним; Анализ кривых рис. 14 показывает, что воздухоочиститель МААЗ-5-М-2, благодаря вносимому им во всасывающую систему двигателя сопротивлению, достигающему 374 мм водяного столба при п = =2600 об/мин., сильно изменяет регулировку карбюратора в сторону обога¬ щения рабочей смеси и дает перерасход топлива в среднем на 10% с одновременным падением максимальной мощности на 5% (3,25 л. с.). Иными словами, установке на двигатель воздухоочистителя МААЗ-5-М-2 должна обязательно сопутствовать перерегулировка карбюратора, в ре¬ зультате которой расход топлива войдет в нормальные пределы, а мак¬ симальная мощность останется почти без изменения(по сравнению с пунктир¬ ной кривой). Завод МААЗ, изготовляющий также и карбюраторы, дает им, в случае постановки воздухоочистителя, соответствующую регулировку. Необходимо упомянуть, что изображенные на рис 14 внешние ха¬ рактеристики двигателя ЗИС-5 получены при работе с вентилятором и водяной помпой, т. е. представляют собой то, что двигатель действи¬ тельно может дать в эксплоатационных условиях. 154
Инж. Г. В. ЗИ МЕЛЕВ ДИНАМИЧЕСКИЕ КАЧЕСТВА ГРУЗОВЫХ АВТОМОБИЛЕЙ С РЕГУЛЯТОРАМИ Применение регулятора оборотов на двигателях тяжелых грузовых машин вызывается требованиями надежности и длительности службы как двигателя, так и всей машины в целом. Именно в этом классе машин изменение режимов — оборотов двига¬ теля и скоростей машины — получается особенно резким в зависимости от изменения нагрузки автомобиля — от полной до нулевой. Мощности двигателя и основные данные трансмиссии выбираются здесь таким образом, чтобы при полной достаточно высокими динамическими качествами; при этом при неполной и особенно при нулевой нагрузке по¬ лучаются значительные запасы мощ¬ ности, позволяющие намного увеличить скорость машины. Для иллюстрации этого положения на рис. 1 приведен график изменения максимально возможной скорости авто¬ мобиля ЯГ-4 в зависимости от полез¬ ной нагрузки от Q = 5 tn до Q = 0. Сверху на этом же графике дан масштаб, позволяющий при помощи переходной прямой п —11 определить изменение нагрузке машины она обладала числа оборотов двйгателя при изменении нагрузки в тех же пределах. При подсчетах величина коэфициента суммарного сопротивления ф была принята равной 0,02. На графике мы видим, что если при полной нагрузке максималь¬ ная скорость равняется 51,3 км/часу а число оборотов 2970 в минуту, то при порожней машине эти же величины возрастают соответственно до 56,8 км/час и /3590 об/мин. Форсировка двигателя по оборотам связана с резким сокращением срока его службы. В предельном случае возможны даже поломки ава¬ рийного характера (обрыв шатунов, излом коленчатого вала и т. п.). Увеличение же скорости движения автомобиля в первую очередь дол¬ жно отозваться на долговечности ходовой части. Известны многочис¬ ленные случаи поломок осей именно негруженых машин, вызванные значительными динамическими нагрузками, возникающими при движении с высокими скоростями по плохим дорогам. Большое значение имеет здесь также вопрос о безопасности движения. 155
Таблица I Марка и модель автомобиля Грузоподъем¬ ность в тоннах — - Двигатель 1 Имеется ли регулятор Число оборотов, ограничиваемых регулятором Марка и модель Максималь¬ ная мощ¬ ность и число оборотов ACF 160 • 6 Холл-Скотт 160 120—2400 Да — ІѴѴ 175R ô1/., yf 175 175-2200 я 2000 » 175А 77s • 175 175—22lO 9 2000 Армледер 11Н 21 На 17,-2’7 2'/г-4 Континенталь 20С Геркулес WXC 76-2800 75-2400 Нет Да 1800 31 На 3—47, У9 75-2400 0 1800 41На 47,-6 ■ 75—2400 * 1800 61 На 5-7 » WXC-2 85—2400 » 1800 71На 8—11 • RXC 115-2200 0 1800 TRD 10 9 YXC 93-2200 9 1800 TRDA 12 9 YXC-3 103-2200 99 1800 TXDB 15 9 RXC 115—2200 If 1800 Автокар RG 27,-5*/, Автокар R 75—2400 ■ — в RH 6-1*/, 9 R 75—2400 ■ — ■ D 2*/о—7’/3 ■ SD 84 -25СО а — ■ DF 4—81/оІ Я 84-2500 » — я» DH 6 V 84-2500 м — я N 5*/,-8 я SCH 94-25С0 и —— -я NF 6-9 ■а SCH 94-2500 я — » S 9 SCH 94 -2500 » •я С 7і/, SCM 101-2400 я Я СЕ 7і/, 9 SCM 101-2400 ■ 1 1 — V NFS 7і/2 9 SCM 94—2500 я ■ Т 71/2-101/, 0 SCM 101-2400 » — TS 10 V SCM 101—2400 »» — а 6Т 8’/, о SCM 101—2400 W — 9 UD 3*/2—6*/я я SD 84-2500 у» — » UDF 5-8’/, * SD 84-2500 м — ■п UN 5*/,—8 * SCH 94-2500 я — 99 UNF 61/2—9 Т SCH 94—2500 уу — я UNFS 7Ѵ2 ■ SCH 94—2500 • Nk , 9 US 5 • SCH 94-2500 9 ■ "• UT 71/2-10 • SCM 101-2400 я — я UTS 10 * SCM 101 — 2400 уу — »» 6UT 81/2 » 101-2400 уу — Авэйлебль 120 1’А Вокеша BL 73-3000 Нет •— 9 170 272 » 73—3000 ! Да 2800 *> 210 27-2 9 вк 85-3200 Я 2800 в 240 3 Я 85-3200 я 2800 я 300 4 Я 6-110 110-2800 я ■— V 400 5 V 6-125 125-2600 9 Бидерман 10 172 Континенталь 25А 72-3000 »> •— в 20 172 1 Вокеша 6BL 73-3000 я ) 2800 я 30 2 » 6BL 73—3000 W 1 2800 9 40 272 • 6ВК 85—3200 Я 1 2800 9 50 3 9 6BL 85-3200 W і 2800 9 60 3 1 Ликоми 1 нг ASE 84-3000 • 1 156
Продолжение Марка и модель автомобиля Грузоподъем¬ ность в тоннах Двигатель 1 Имеется ли регулятор Число оборотов, ограничиваемых регулятором Марки и модель Максималь¬ ная мощ¬ ность и число оборотов Бидерман 70 . 80 Броквей 80 . 90 . 100 . 120 125 . 140 . 150 . 141 . 100 „ 170 175 . 195 . 220 260 . 260S . VI200 » PC15SD „ PC22SD „ PC22SP . PC22DR , PC34SP PC34SD . PC68SD „ PC34SPX » PC68SPX . PC68VSD Шевроле Cot. v Utility Корбит 1146 „ 1348 , 12 . 15 . 18 . 24 » 38 „ 1148Т 9 1348Т . 12ВТ6 . 1536Т , 186Т Дей-Элдер 75 9 85 . ПО 9 130 зѵ2 5 2 2-272 2>/2 2Ѵ3-3 272-3 з-37о з-зѵ3 372-4 372-4 4 4-77о 5—77о 8-9 “ 10 10 15 2-3 37о-4 3-4 3-4 5 5 772 772 10 15 72 173 172 172—2 172-2 2 —3 272—37г 27з-4 372-5 5-77з 3-5 4-6 4-7 5-8 8-10 172 2 272 3 Геркулес WXC3 , RXB16 Континенталь 26В „ 28В „ 28В п ЗОВ 31В и ЗОВ 32В , ЗОВ . 32В , 33В , 34В „ 33В 34В „ 35В . 35В Амерля-Франс Ѵ12 Континенталь 28В . 32В „ ззв . ЗЗВ . 34В . ЗЗВ . 34В „ 35В . 35В Амерля-Франс Ѵ12 Шевроле а Ликоминг WFC в GFC Континенталь Е601 . Е6 2 „ Е603 . Е603 . 21R Ликоминг GFC . GGC Континенталь Е602 . 21R . 22R Геркулес JXA . JXB , JXC » JXC ( 92-2400 110-2200 72-3400 78—3100 78-3100 82-2400 80 82-2400 90-2550 82—2400 90J—2550 106-2610 118-2550 Юэ-2600 185 - 2550 138-2400 138-2400 240-2800 70—3000 90-2550 10 —2600 106-2600 118—2550 106-2600 118—2550 138-2400 138-2400 240-2800 70-3200 70—3200 70—3200 82-3500 93-3500 80-2700 90-2500 95-2500 95-2500 118—2600 33-3500 110—3500 90—2500 118-2600 138—2800 60—2800 68-2800 73—2800 75—2400 1 Да Нет п 9 9 п Да » 9 п »> » 9 9 * 9 • W 9 9 9 9 V 9 п 9 п Нет 9 9 9 9 9 9 9 9 V • ■ • • • • Да 1800 1800 2400 2400 2300 2300 2300 2300 2200 2200 2600 2400 2300 2300 2Ю0 2300 2300 2200 2200 260о 1800 157
Продолжение Марка и модель автомобиля Грузоподъем¬ ность в тоннах Двигатель Имеется ли регулятор Число оборотов, ограничиваемых регулятором Марка и модель Максималь¬ ная мощ¬ ность и число оборотов Дей-Элдер 160 3Ѵ, Геркулес WXC3 91-2400 Да 1800 » 200 4 . WXC3 91—2400 1800 « 240 5-7 . RXC 114-2200 1800 Даймонд 211А IV, . JXA 60-2800 Нет . 220 ІѴо—2 » JXB 68-2800 м —— . 227 l’/o-2 . JXA 60-2800 м —- ■ - 243 РА-2 . JXA 60-2800 ея — . w 311С 2 . JXB 68—2800 Да 1800 » 312 2-2'/3 » JXC 73-2800 1800 * 351С „ 2»/3 м JXC 73—2800 18.0 л 352 27,-з я JXD 84-2900 н . 412В я 512В п гч тч 3 » WXLC 114—2800 ——- 4 „ WXLC3 118-2800 » 412DR С1 ОГіП 4 , WXLC3 118-2800 » 512DR Дифференшал Е31 Додж КС кгт. 5 21/, „ WXLC3 Ликоминг ASF Додж КС 118-2800 84-3000 72-3000 я » >» Нет — 9 І_І я К20 . КН15 . К20Х . КН20 • К22 „ КЗО М ьи м М М М Рю"ю* to"*to"~1'7'" Il 1 1 1 1 1 1 Рь СО СО tO tO tO N) . KCL . К20 . КН15 „ К20Х . КХ20 » К22 72-3000 70-30С0 77-3000 70-3000 77-3600 85-3200 я » » Да 1 ! 1 1 1 1 . кнзо . KD30 . К32 . KD32 „ KS32 . КЗО . кнзо . KD30 ' „ К32 . KD32 70—3000 77—3600 70-3000 70—3000 72 - 3000 Нет я я я 1 1 1 1 1 . К35 я 85—3200 Ла — . К45 • ! Л * 2—3 я 85-3230 Я — . F40 2-4 я 85-3200 я —— . К50 2—<9 я 96—3000 я — я F61 . К71 ю со 1 1 1 СП С ю и » 96—3000 96-3000 я я -— . G80 4—8 96-3000 я — Дуплекс S V Г* ІЛПАГ1 115-3000 Нет — • SAC Буда К325 87-2800 2500 . К . К428 107-2600 22 0 Фейджиол 106ВК я 135НР 1’/2-272 2 3 « L525 Вокеша 6ВК S’ Г\ГХ 111-2200 85—3200 Да Нет 2000 . 135ВК 9__ Ч »» 6-90 90-3200 Да — . 250МК „ 250RA « 250 300НР ) «сГ rf к/ мп 1 " <-ч CM СМ CN я 6ВК . 6МК „ 6МК я 6ВК 85-3200 82—2200 82—2200 85-3200 Нет я я м 1 1 1 1 „ 300RA 3—5 я 6-110 я 6-110 110-2F00 110-2800 Да и 158
Продолжение Марка и модель автомобиля Грузоподъем¬ ность в тоннах Двигатель 1 1 Имеется ли регулятор Число оборотов, ограничиваемых регулятором Марка и модель Максималь мая мощ¬ ность и число оборотов Фейджиол 30 )D , 300RA-D , 370* IP . 370SR „ 34ORA „ 370D . S^ORA-D . 470'1Р . 470D „ 683RB Федерал DM 15 „ 15Х 18Х . 20 . 25 . 30 . 43 . 40 DR . тюв . T10DR-T10W „ 50 „ C7-C7W „ C8C8W „ X8DR-X8 Форд 51 . 51 General Motor Tl 6 . T18 „ . T18 . . T23 w . T33 . . T43 „ T<3 . . T46 „ T46H . t T51 , . T51W T51H . . T61 « TS3 . T81 „ T84-SX » T73 „ . I73H , . T74 3-5 3-5 5-6 5—6 < 5-6 5-6 5-6 6—7 6-7 8 — 10 Ѵ/з ІѴз 2 2 2l/3 2Ѵ3 -3 •Ѵ/3-4 31/2-4 3’/2-4 31/3-4 4Ѵ2-5 6 6 7Ѵ3 Р/3 Ѵ/3 Ѵ/3-2 2-3 2-3 2і/3-3’/2 3——3*/2 3>/э - 4’/3 3‘/2-5 4-5'/2 5 - 6*/2 4-5*/«, 5-6*/3 5—6*/; 5-6*/2 6-8 7-10 77з з-з*/2 3‘/2-4*/2 373-4*/2 Вокеша 6D100 , 6D100 „ 6 125 „ 6SRK и 6 125 „ 6D125 „ 6D125 . 6-125 . 6D125 и 6RB Континенталь Геркулес JXA ". JXB JXC Вокеша 6MS . 6МК „ 6МК Континенталь 18R 18R Вокеша 6MZ . 6SRK . 6SRK Континенталь В7 Форд и G.M.C. 213 . 221 . 221 . 221 . 257 „ 257 . 257 . 331 . 331 331 . 331 „ 331 . 440 . 400 . 4з0 « 400 „ 257 257 . 331 100—2200 100—2200 125—2600 108-2000 125-2600 125—2200 125-2200 125—2600 125-2200 125—1800 50—2700 60-2800 60 - 28JO 68-2800 68-2800 73-2800 73 -2500 85—2400 85-2400 90-2700 90—2700 90—2400 110—2200 110-2200 61 -1350 80-3800 80-3800 80—3800 84 3t.OO 68—2800 77 - 3200 77—3200 76-2.00 76 -2500 80—2500 94-2500 94-2500 94-2502 94-2500 94—2500 110—2300 110 -2300 120—2300 110-2300 76-2500 76—2э00 94-2500 і Да 9 Нет I Да О W Нет Да • * » 1 • і • 1 ** V 1 ’» 1 • і • 1 « 1 1 ■ 1 • м Нет • » • Да »» »» »1 »» *» V • ■ ♦» • п и «* • 1 1 1 __ 1800 1800 1800 1800 1800 1850 159
Продолжение Марка и модель автомобиля Грузоподъем¬ ность в тоннах Д в и г а т е Марка и модель л ь Максималь¬ ная мощ¬ ность и число оборотов Имеется ли регулятор Число оборотов, 1 ограничиваемых і регулятором I General Motor Т74Н . . Т75 . . Т75Т и „ Т75Н • . Т78 . Т78Т 1 Грэмм АХ4 . АХ6 . ВХ4 . ВХб ж BXF . В ж BF . СХ4 . СХ6 . С л схн . CF „ CXF . DX ж D . DF ж ЕХ ж Е . ED . EY190 . GY . G „ GF „ GW . GWD , HY Грэмм-Пайдж 545 . 555 ж 565 и 575 Хан НВ4 , НВ5 . НВ6 ж 300 ж Н2 ж 400 » НЕ2 ж 70 Хендриксон 15 , 15А • 19 4—5'/3 5—6'/2 1U-13 5-7'/, 7-9 13-17 1-1'/3 1-1'/о 17,-2 “ 17,-2 17з-2 І’/з 2-3 2-3 2-3 2-3 2-3 2-3'4 2—3'/2 27,-4 2'/3—4 2'/2-4 3—4 3-4'4 3-47: 3 4 4—6 4-6 5-77: 5-7'4 5 3—4 4—5 5-7 7 - 10 2 Г' 3’/2-6 4-6 4-6 5-7 7-10 2Ч2 2^2 3 G.M.C. 331 . 400 . 400 1 . 400 „ 450 . 450 Континенталь W10 . 25А . W10 . 25А Лайкоминг ASD » 4SL ж ASD Континенталь W20 . 20С Лайкоминг АС Геркулес JXC Лайкоминг ASD Континенталь 20R Вокеша 6ВК Лайкоминг ASD Континенталь 21R . Е601 Лайкоминг TS Комминс (дизель) Континенталь 20R ж 21R . 21R Геркулес НХС Континенталь 21R Комминс Н (дизель) Континенталь 16Н Вокеша 6ВК . 6-110-3 ж 6110-3 . 6-125-4 ж 6ВК ж 6ВК » 6ВК п 6MZ . 6MZ ж 6SRK w 6SRK . 6SRK ж 6-90 ж 6ВК . 6-110 94-2500 110-2300 110—2300 110-2300 120—2300 120—2300 50-2800 71—3200 50-2800 71 - 3200 85-2800 61—2900 85-2800 55-2400 70-3000 85-33» 0 73-2800 85—2800 106-2600 85—3200 85-2800 118-2550 80-2700 98-2700 83-1800 106-2600 118-2550 118-2555 164-2000 118-2550 125—1800 120-2000 85-3200 110—2800 110—2800 125-2600 85-3200 85-3200 85—3200 90-2400 90—2400 110-2000 110—2000 125-1900 90—3200 85-3200 110—2800 1 Да Ж » ж ж Нет ж » ж Да Нет Да т> Ж Ж Нет Да Нет Да ж » « » Нет Да ж Нет Да ж Нет ж ж Да >» ж ж ж •1 • » 1800 2800 2500 2300 2300 2300 1700 1850 1850' •Л f — 2800 160
Продолжение Марка и модель автомобиля Грузоподъем¬ ность в тоннах Двигатель Имеется ли регулятор Число оборотов, ограничиваемых регулятором Марка и модель Максималь¬ ная мощ¬ ность и число оборотов Хендриксон 24 I 4 Вокеша 6-110 110-2800 Да 32 5 . 125 125—2600 » — Хуг 15А 13/4-2'/2 . 6BL 72-3010 »» — . 15 13/4-2'/2 „ 6BL 72-3000 Нет — , 15Т 13/<—-*/а „ 6BL 72 - 3000 »> — . 19А 2*/2-5 . 6ВК 85—3000 п —— » 19 2’/3-3 » 6ВК 85—ЗОСО * — . 19Т 2>;3-5 6ВК 85 — 3000 V — w 23S 2'/а Буда Н298 80-2800 Да 2400 . 23А 2'1 — 5 „ Н298 80- 2800 Нет — w 23Т 2*/2—5 . Н298 80-2800 ■ — . 41S 3 , К428 107-2600 Да 22СО . 42А 3-6 . К369 99—2800 Нет — » 42Т 3-6 » К369 99-2800 р — „ 43А 1 00 „ К428 107-2600 V — . 43Т 00 1 » К428 107—2600 »> — . 70 3 „ К3б9 99-2800 Да 23СО , 8'К 3'/3 . К428 107—2600 м 2200 . 87Q 5 „ К428 117-26(0 » 2200 » 43L 5 » 525 111-2200 ■ 2000 ж 97L 7‘/3 . 525 111-2200 V 2000 Индиана 85 І’/а Геркулес JXB 53-2800 Нет —• . 95 2 „ JXG 73—2800 0 —— . 95DR 2’/3 . JXC 73-2800 I — 17А 3 » JXC 76-2400 » — 17ADR 3 , WXC 76-2400 9 !■■■■ » 17 3 YXC 94-2200 Да 1800 17DR 3 YXC 94 - 2200 1800 19DR 3'/3 YXC 94—2200 * 1800 . 43HR 4 RXB 110—2800 »» 1800 . 45DR 5 . RXC 115—2200 » 1800 , 47DR 5-7 „ 6 Н дизель) 125-1800 » ——• Интернейшонал С1 ]/з Интернейшонал ПО 79 -3500 Нет —— М2 1 Вокеша ХАН 42—25С0 » . AL 1>/а . ХАН 42-2500 • —■ ВЗ 1’/3 Интернейшонал FAB2 73—3400 ж — , С20 1’/3 Вокеша ХАН 42-2500 » — w сзо Ѵ/а Интернейшонал НН 79—35’ 0 » ■■ ■ ■ , С35 1’/3-2 . FAB3 78-3400 • В4 2 . FAB3 /8-3400 -- —- . A4 2 . FBB 83-2900 Да . С40 2-3 „ FAB3 78—3400 Нет — - . А5 3 . FBB 83—2900 Да - » Аб 3 . FBB 83-2900 --- . С50 3-4 FBB 83-2900 - . W2 з>/3 NS151 63- 2200 - - . . С55 1 3’/э—4»/а FBB3 90-2800 • I — 11 Автомобильный мотор. 161
Продолжение Марка и модель автомобиля Г рузоподъем- ность в тоннах Д в и г а т е Марка и модель л ь Максималь¬ ная мощ¬ ность и число оборотов Имеется ли 1 регулятор I Число оборотов, 1 ' ограничиваемых 1 регулятором 1 Интернейшонал С60 . А7 . А8 Кэнвере 87 . 88 w 1OLB . 127 . 90 146В . D146B „ D146C „ 166 В » 166А . 186 . 241 , 241А » 241В . 241G Клайвер 80 . 100 » 120 „ 140 . 210 Клейбер KDB4 » KD6 Ля-Франс С2 . D3 . ЕЗ w F3 Н5 . М3 Муун 206 . 306 . 406 . 506 « 508 . 610 • поо Мэк BL . BG . BF ч АВ . АВ . вм . СИ . вх 4-5 5—772 */а Ѵ/2-2 2 2-3‘/3 f */2 2і/2-3 3 3-4 3-4 3-4 */3-4 */2-4 4-5 5-7 5-7 5-7 5-7 ІѴз—2Ѵ2 2—3% */з-41/2 3—5% 4-6 4 6 2 */2-3 3-4 3%-4% 4-5 6—7 */2-*/2 3-4 4-5 4-5 5-6 Тягач 1-2 ІѴз-З 2%—4 3-5 3-5 3—5 3%-5% 4-6 Интернейшонал FBB3 „ FDB . ЕЕВ Геркулес JXB Буда’ Н298 Геркулес JXC . JXC « JXC Буда К393 . DB415 Комминс НА4 Буда К393 Холл-Скотт 147 Геркулес YXC2 . RXB Холл-Скотт 160 Буда GL6 Холл-Скотт 175 Геркулес JXB » JXB Континенталь Е601 „ 18R - 21R Комминс Н (дизель) .. 6Н (дизель) Ляйкоминг SA Вокеша 6ВК . 6ВК . 6МК . 6MZ » 6SCL . 6BL . 6BL . 6ВК „ 6МК я 6110 . 6-125 « 6RB Мэк BL • BG . BG о АВ « АВ . СЕ ,» СЕ . CF 90-2800 123-2200 140-2100 63—2200 73—2800 80-2800 73-2700 76-2400 73—2700 103-2600 96-2000 83 — 1800 103—2600 92-2300 98-2200 110-2200 125-2200 114-1900 170—2000 68-2800 70-3000 80 -2700 90—2700 118-2500 ^3—1800 125—1800 61-2500 85-3200 85-3200 83—2350 82-2000 97-2000 72-3000 72-3000 85—3200 85-2400 110-2800 125-2600 127-2000 72-3000 90-3000 90-3000 65—2100 65-2100 108-2400 10.8—2400 117—2400 Да * Нет » » » П W «1 Да Нет и Да Нет Да Нет • ■ * Да и Нет Да п » и » Нет » и Да » • » V » » » ■ • » — ■ 1800 1800 1650 2000 2800 «■ 162
Продолжение Марка и модель автомобиля Грузоподъем¬ ность в тоннах Д в и г а і Марка и модель ель Максималь ная мощ¬ ность и число оборотов 1 j Имеется ли оегѵлйтлп Число оборотов, ограничиваемых регулятором Мэк ВХ я CJ . BQ „ АК „ АК . BX-S , АС „ АС . АР Мэномин А15 „ DX6 » DN6 9 АЗО я N6 . YX6 . 6W8 Морэланд R11H . 13Н » R16H » Е16Н » 22Н » 25Н . нзон Нетко А . В . С . Е . J я К Пирс-Эрроу 13S385 . 15Т298 . 17Т361 . 18W361 . 19R479 „ 24X479 . 28МЛ1 Рио S-4P . 1А4-1С4 . 1B4-1D4 . 2B4-2D4 . 2Н . ЗН . 4Н Шахт 10В „ 15НА w 20НА . 25НА 4-6 4^-7 6-8 5-7Ѵі 6-8 71/ 7 /2 7-9 7-9 772-ю 172 272 3 3 372 5 8 2 272 372 4 5 6 6 2—4 3-6 4—7 5-8 6—9 7-10 2-z1/2 3-3lz2 3-4 372~472 372-472 5-6 6-7 J/2 Г2 Ѵ/2 2 273 3 4 1Ѵ2 27,-372 27а-4 3-47, Мэк CF . CF . BQ . АС . BQ . CF , АС . BQ . АР Вокеша JL » 6-90 и МК и МК „ 6-110 » 6-125 . 6-125 Геркулес YXC . YXC я YXC . WXC3 . WXC3 . WXC3 • RXB Вокеша BL . вк я - мк . MZ . АЕС SRK Пирс-Эрр у 8 Ге| кулес WXB . WXC2 . WXC2 . YXC3 , YXC3 „ GXA Рио Рио 4 Рио и г V Геркулес ХВ Континенталь 20С Геркулес WXC • WXC 117-2400 117- 24и0 125-2200 74-1600 125-2200 117-2400 74-1600 125-2000 138-1900 68—2600 90-3200 85—2500 85-250J 110-2800 125-2600 125—: 600 73—2800 73-2800 73-28 Л 106-2800 106-2800 106-2800 110-2200 73-3200 84-3200 85—2500 90—2400 120-2800 110-2300 125-281 0 70-24СО 77-2410 77-2400 114—2200 114-2200 130—2000 80 - 32( 0 70—2Ь00 68-2800 75—1800 75 - 28С0 85-2800 110—2800 68-2800 76-2800 78-2400 68-2400 Да » » « »» » Нет Да Нет ■ я * • 9 9 9 9 Да 9 И я и п 9 9 9 Нет н » 9 9 Да Нет Да 2800 2800 1850 1800 1800 1800 1800 1800 1800 1800 1800 11* 163
Продолжение Продолжение «язи Марка и модель автомобиля Грузоподъем¬ ность в тоннах Двигатель Имеется ли регулятор Число оборотов, I ограничиваемых 1 регулятором 1 Марка и модель Максималь* ная мощ¬ ность и число оборотов Шахт 28НА . ЗОНА . 35НА . 40Н » 40НВ „ 66НА . IRA . TRDA . TRDB Стерлинг В40 . В50 . В60 . PB 70 . В80 - А90 . 97 . А115 . С100 . С135 . НС140 » НС170 • 97 . 97Н . 115 . 115Н . С100 • С100Н » НС140 . НС170 Стюарт 41Н . 46Н . 47Н . 29XS » 48Н 32Х « 58 8 > 49Н » 48-8 - 18XS . 38-6 я 3S-8 » 31Х я 27XS Зтудебекер Т230 . Т430 . Т641 . Т683 4-572 472—6 “ s-7 5-7 7-9 8—11 10 12 15 Ѵ/2-2 2—2х/2 2%-3 3-4 31/2-4і/2 4-5 5-6 6-7 5-6 6-7 7-8 9-10 5-6 5-6 6-7 6-7 5-6 5-6 5-6 7-8 8—10 ь 2Ѵ2 21/, 3 3 3 з>/, 3*/з Зі/2-5 3’/а—5 5-6 1’/а—2 134“21/а 2—3 2-3 Геркулес WXC WXC . WXC2 » YXC и YXC RXC „ YXC . YXC3 ,, RXC Континенталь 25А Вокеша 6ВК . 6ВК я 6ВК . 6МК . 6МК . 6SRL . 6-125 . 6MZ . 6SRL . 6SRL » 6RB я 6D100 Коммгнс 6 Н дизель) Вокеша 6D125 Комминс6 И (дизель) Вокеша 6D 00 Комминс 6 Н (дизель) Вокеша 6D125 Комминс 6 Н (дизель) Вокеша я Лайкоминг Вокеша Лайкоминг ASF Вокеша Лайкоминг Вокеша Лайкгминг Вокеша Студебекер » » 78—2400 78-2400 85-2400 93-2200 93-2200 115 — 2200 93-.200 103 -2200 115- 2200 72-3300 81 - 2800 81 - 2800 81—2800 ^3—2250 83-2250 97-2000 123—2300 82—2С00 97—2600 97—20 0 124—1800 100-2000 125 —1Я00 122-2000 125-1800 100-2200 125-1800 122-2000 125—1860 65-2800 65-2800 6 ч—2800 84—3000 70—2800 85-2750 100—2700 80 - 2800 130-28 0 85—2500 100-20 0 1 <0-2800 110-2000 110-2000 75-3200 75-3200 75 - 32( 0 75-3200 Да » • я В 9 Я W Нет Да » и », » » V V 9» V я Я V я Я я » » Нет » », Да Нет Да Нет Д> V » и » Нет Да Я 1800 1800 1800 1800 1800 1800 1800 1800 1800 Марка и модель автомобиля Грузоподъем¬ ность в тоннах Двигатель — ■ 1 Имеется ли регулятор » н Іі 1 Марка и модель Максималь ная мощ¬ ность и число оборотов 1 ИСЛ О Обирс ограничивав! регулятором * Студебекер Т841 » W841 Уард ля-Франс 25R14 . я 25R16 • я 25R18 . . 30R19 » я 320 . я 30R20 . 30R23 •’ . 35R ” я К я 335RWS - . 75RH • . 55RH • ,, 55RWS 50D • . . 100RW • . 75KWR • я 750W Т V \ ™ • 100CW-T Уайт 701 . 701а . 702 и 702д и 611 . 707 . 612 . 620 . 612К « 712 . 618 . 621 - 621К . 618К 1 я 620К „ 630 „ 63ОК и 640 „ 640К w 730 и 58SS „ 631 я 631 к я 631Х . 641 : п о4ік : . 731 : 1 3-4 3-4 27а 3 3-4 4 3-4 3-4 5 5-6 77а 77а 77а 77а 77а 77а-Ю 10 15 15 20 17<-І7аі , 172 1 "Ѵ 2-2Ѵ3 2Ѵ2-3 272-3 273-3 3-4 3-4 3-4 3-4 Студебекер Викеша 6-110 . ML « ML MK я мк . SRL . SRL . мк . SRL . SRK > SRL . RB « SRK я SRK . SRL n RB . RB Комминс НА (дизель) Уайт 8A я 8X . 8A , 8A я 4AB „ SA я 4AB . 7A я 4AB . 9A . 4AB я 7A ■ 75-3200 110-2800 80—2400 80-2400 85-2500 85-2500 102-2400 102-2400 85-2500 102—2200 110—2300 1 102-2400 145-2000 110-2300 110—2300 102-2400 145-2000 145 -2000 125-1800 125-1800 1 68-2400 Да я я я я ■ я я я я н в » я я я я я я я я 111111111111111111111 ! 68-2400 68-2400 68-2400 77—2400 68-2400 77-2400 105-2100 77—2400 85-2400 77-2400 105—2100 я я я я я я я я я 1 1 1 1 1 1 111 1 1 3—4 3—4 3-4 3—4*/ 3—41/. 3-4«/2 3-40.; 3-4і/2 „ 7*/з 3*/я—6 з*/8 - 6 , 71/2 1‘/2-6 Р/,-6 »*/3-6 . 7A я 4AB . 7A . 7A . 7A я 5A я 5A . 10AB я GRB Я іа „ 7A я 7A . 5A . 5А я ЮАВ 105-2100 77-2400 105-2100 105-2100 105-2100 130-2050 130-2050 128-2600 54—1600 105—2100 105-2100 105—2100 130—2050 130-2050 128-2600 я я я я », » я я я я я и я я я S 1111111111111)1 Т ".Ц-Т -T- --ДМІЦТ . k 1 164
Продолжение Марка и модель автомобиля Грузоподъем¬ ность в тоннах Двигатель Имеется ли регулятор 1 Чис. о оборотов, I 1 1 1 1 1 1 I ограничиваемых 1 1 регулятором ! Марка и модель Максималь¬ ная мощ¬ ность и число оборотов Уайт 642 . 643 . 691 . 63.X Виллис 77 . 77Р U' Ф» 1 1 О 1 1 1, ч© ч© і: Уайт 5А . 5А . 5А . 7А Виллис 77 . 77 130-2050 130—2050 130- 2050 105—2100 48—3200 48-3200 Да « » Нет * Регулятор, ограничивая заранее заданным пределом максимальное число оборотов двигателя, а следовательно и скорость движения авто¬ мобиля, в значительной степени предохраняет машину от указанных выше явлений. Обычно регуляторы устанавливаются таким образом, что лимитируется так же максимальная скорость и груженой машины. В практике заграничного и в частности американского грузового автостроения регуляторы числа оборотов двигателя получили широкое распространение. Рассмотрим спецификации американских грузовых автомобилей 1935 г. (табл. 1, см. стр. 156—166). Приведенная выше табл. 1 показывает, что из общего количества 479 моделей 335 моделей, т. е. 7О°/о общего количества имеют регу¬ ляторы числа оборотов. При этом следует иметь ввиду, что наличие регулятора на той или другой модели мы считали только в том слу¬ чае, когда регулятор установлен в качестве стандартного оборудования. В тех случаях, когда регулятор не является стандартным оборудо¬ ванием машины и может лишь устанавливаться по желанию заказчика, мы рассматриваем машину, как не имеющую регулятора. Если из числа машин, не имеющих регулятора, мы исключим ма¬ шины грузоподъемностью до 3 /п, то удельный вес машин, снабжен¬ ных регулятором, резко повысится: из общего количества 313 моделей машин, грузоподъемностью выше 3 т (при двойной маркировке мы брали высшую цифру тоннажа, соответствующую грузоподъемности при движении похорошей дороге) 269, т. е. 86°/0 снабжены регулятором. Сравнительно более редкое применение регуляторов в качестве стан^ дартного оборудования на машинах малого тоннажа, в частности на ма шинах полуторатонных, объясняется, главным образом, стремление фирм обеспечить минимальную отпускную цену для машин этог класса. Приведенные выше спецификации охватывали двухосные маши с нормальным приводом на задние колеса. 166
Если перейти к грузовым двухосным машинам, но имеющим ве¬ дущими все четыре колеса (такие машины в США получают все боль¬ шее распространение, главным образом для обслуживания нужд воен¬ ного ведомства), то из общего количества 66 моделей 54 модели, т. е. 82% имеют регулятор оборотов в качестве стандартного оборудования. По разделу шестиколесных автомобилей соотношение примерно то же: 76 моделей из общего количества 101, т. е. 75% имеют в ка¬ честве стандартного оборудования регулятор числа оборотов. Обращаясь, наконец, к американским автобусам, мы можем устано¬ вить, что в этом случае из 62 специфицированных моделей на 50 уста¬ новлены регуляторы, т. е. 71°/0 автобусов снабжен регуляторами. Приведенный анализ показывает широкое применение в практике американского грузового и автобусного автостроения регуляторов, что объясняется приведенными выше обстоятельствами, главным образом, вопросами механической надежности машины и безопасностью дви¬ жения. Ни одна из машин советского производства не снабжается регуля¬ тором числа оборотов; между тем именно в наших условиях значение для автомобилей регуляторов приобретает исключительную остроту. Движущиеся с предельно возможными скоростями зачастую по пло¬ хим дорогам машины, представляя большую опасность для окружающих, резко снижают срок своей службы. Исключительно высокая аварийность в значительной степени может быть объяснена недопустимо высокими скоростями движения грузовых машин, особенно едущих без груза. Установка регуляторов на грузовых машинах советского производ¬ ства дала бы весьма положительный результат. Введение регулятора могло бы значительно снизить расходование горючего автомобилем, так как именно на больших скоростях экономи¬ ческая характеристика автомобиля имеет весьма крутое течение вверх; для иллюстрации этого положения проанализируем экономическую ха¬ рактеристику автомобиля Я-5 по испытаниям автомобильной лаборато¬ рии б. МВТУ. В этом случае на средней дороге, характеризуемой коэ- фициентом суммарного дорожного сопротивления ф = 0 02, предельная скорость движения, например 40 км/час, ограничила бы расход топлива на 100 км пути примерно 33 кг, в то время как при предельной возможной на этой дороге скорости расход топлива возрастает до 49 #г на 100 км, т. е. на 25,6%. При движении по той же дороге той же машины, но порожнем, расход топлива при лимитированной скорости 40 км/час равен примерно 32,5 кг на 100 км. При предельно возможной скорости движения порожней машины 56,7 км/час, расход топлива вырастает примерно до 45 кг на 100 км т. е. увеличивается на 38,4%. Автор считает необходимым оговориться, что он не является принци¬ пиальным сторонником движения на сниженных скоростях. Наоборот, дальнейшее развитие автомобильной техники должно итти именно в направлении весьма значительного повышения скоростей авто¬ мобильных перевозок, однако лишь тогда, когда это будет обусловлено 167
соответствующим развитием дорог, дорожного регулирования и резким повышением общей культурности водительских кадров. До достижения этого искусственное и принудительное снижение возможных скоростей является на наш взгляд необходимым. При установке на машину регулятора следует, однако, иметь в виду, что на ряду с положительными факторами имеется и один отрицатель¬ ный. Мы имеем здесь в виду снижение динамических качеств автомо¬ биля в части его приемистости на промежуточных передачах. Машина, снабженная регулятором числа оборотов двигателя, будет несколько более „тупой", в связи с чем маневренность ее, особенно в условиях городской езды, ухудшится; средняя скорость движения так же несколько упадет. Получить цифровое выражение ухудшения приемистости машины, снабженной регулятором, а также уяснить причины этого явления, можно, определяя время разгона машины в заданных пределах скоро¬ стей. Как известно, время разгона автомобиля может быть определено на площади замкнутой фигуры, ограниченной кривыми обратных уско¬ рений (-7- сек?/м), осью скоростей (ѵа км/час) и двумя ординатами, а соответствующими скоростям начала и конца разгона. Чем меньше эта площадь, тем меньше и время разгона (рис. 2). При всех прочих рав- Рис. 2. ных условиях эта площадь будет тогда наименьшей, когда переключение с одной передачи на другую будет происходить в момент равенства ускорений или их обратных величин на отдельных передачах. При установке регулятора оборотов кривая обратных ускорений на какой- либо данной передаче не будет доходить до кривой обратных ускорений на сле¬ дующей передаче, в связи с чем инте¬ ресующая нас площадь получит на рис. 2 некоторое увеличение. Увеличение пло¬ щади, определяющей разгон машины при ограничении оборотов двигателя пред¬ ставлено заштрихованными площадками. Для конкретизации получаемых выводов подсчитаем время разгона пятитонного автомобиля ЯГ-4 как без регулятора, так и при различ¬ ных режимах регулирования числа оборотов автомобильного двигателя, имея характеристику двигателя ЗИС-5, устанавливаемого на автомоби¬ лях ЯГ-4, и основные данные по машине: полный вес G = 9750 кг\ передаточное число главной передачи = 10,9; передаточные числа ко¬ робки передач: на первой скорости іК{ — 6,60, на второй скорости =3,73, на третьей скорости 4ПІ — 1,84, на четвертой скорости 1* Задаваясь коэфициентом полезного действия трансмиссии *іт = =0,85 и коэфициентом деформации резины %т = 0,98, строим динамиче¬ скую характеристику машины на всех передачах (рис. 3). 168
Зная динамическую характеристику, подсчитываем ускорения, после чего строим, в зависимости от скорости, кривые обратных ускорений на всех передачах (рис. 4). Рис. 4. Определим, пользуясь этими кривыми, время разгона машины с ка¬ кой-либо начальной малой скорости, например 5 км/час. При этом мы можем убедиться, что разгон на первой передаче не является в данном случае, как и в случае ряда других машин, рациональ- 169
ным, и первая передача может служить лишь для трогания с места и для движения в особо тяжелых условиях. Точки пересечения кривых обратных ускорений определяют те ско- рости, переключение на которые обеспечивает минимальное время раз¬ гона машины: 11,1 км/час при переключении со второй на третью пе¬ редачу и 27 км/час при переключении с третьей на четвертую пере¬ дачу. Связь между скоростями движения автомобиля и числом оборотов его двигателя устанавливается следующей зависимостью: 2тѵ • г • 3,6 • пт Г* <ѵ = к- - “ = 0,377-7-^ ° 60 . • ік Для различных передач автомобиля ЯГ-4 это дает: 1-я передача ѵ = 0,00262nm или пт =382 ѵа[ 2-я ’ = °’00464 пт или = 216 ѵаи З’я ’ = 0,0094 Пт ИЛИ Пт = 106,2 4’я • %ѵ = 0,0173 л илилт= 57,8 ѵаіѵ Таким образом, определенным выше скоростям Фа =11,1 и 27 км/час будут соответствовать числа оборотов двигателя — 2395 и 2870. Как выше уже указывалось, максимальная скорость по ровной дороге груженой машины ЯГ-4, согласно графику рис. 1, равна около 51,3 км/час, при числе оборотов двигателя пт 2970 в минуту. Если произвести ограничение скорости движения, то соответственно будут ограничены и максимальные числа оборотов движения, при этом предельное число оборотов двигателя при существующих системах при¬ вода регулятора остается постоянным на всех передачах. Получающиеся соотношения для различных значений максимальной скорости, ограничи¬ ваемой регулятором, приведены в табл. 2. Таблица 2 При наличии регулятора Максим. Максим. Максим. Максим. Максим. Максим. скорость число скорость число скорость число км', час оборотов км/час оборотов км/час оборотов Прямая передача (четвертая) . . . . Третья передача . . Вторая передача . . Первая передача . . 40 2310 35 21,7 2310 19 10,7 2310 9,38 6,05 2310 5,78 2025 30 1735 2025 16,3 1735 2025 2025 8,05 4,95 1735 1735 регулятора, при тех скоро- Приведенная табл. 2 показывает, что при наличии разгоне не удается получить на промежуточных передачах стей, которые являются наивыгоднейшими для переключения. 170
Это положение вызывает увеличение времени разгона на передачах, а, следовательно, ухудшение приемистости машины. На рис. 4 вертикальными прямыми выделены выбранные выше пре¬ дельные скорости по регулятору на прямой передаче г» —40 км/час, г/= 35 км/час и V = 30 км, час. Здесь ясно видны зоны, обусловливающие увеличение времени раз¬ гона машины при лимитировании числа оборотов двигателя. На рис. 5 дан график кривых времени разгона, начиная со скорости 5 км/час той же машины ЯГ - 4 при принудительном ограничении числа оборотов двигателя величинами, соответствую- м щими выбранным предель¬ ным скоростям. Нижняя кри¬ вая дает время разгона ма¬ шины при отсутствии регу¬ лятора. Отдельная кривая на этом же графике пока¬ зывает, в зависимости от ?о скорости, процент увеличе¬ ния времени разгона ма¬ шины с регулятором при установке последнего на ѵа тах = 30 км/час по срав¬ нению с машиной, не имею¬ щей регулятора. Мы видим, что увеличе¬ ние времени разгона дохо¬ дит до 25°/0, т. е. до вели¬ чины, которой нельзя пре¬ небрегать. Именно этим обстоятель¬ ством объясняется попытка, сделанная несколько лет на¬ зад на автобусах Гуин-Коуч Рис. 5. ввести так сказать „психо¬ логический регулятор*, при котором, после достижения двигателем определенных оборотов, над головой водителя зажигался световой сигнал. Если превышение установленной скорости было кратковременным (разгон, обгон другой машины и т. п.), то после снижения скорости до нормальной—сигнал выключался. Если же движение на большой скорости длилось большее время, то в машине начинал звонить звонок, привлекая внимание пассажиров, к нарушению правил езды. Рассмотрение всех приведенных выше положений приводит к за¬ даче — как сохранить все преимущества принудительного лимитирования скоростей грузовых машин и в то же время избежать столь значитель¬ ного ухудшения их приемистости? 171
Решение этой задачи, на наш взгляд, лежит в направлении принци¬ пиального изменения привода регулятора, ограничивающего максималь¬ ное число оборотов двигателя. Заметим, что все последующие рассуж¬ дения относятся к случаю механического привода регулятора центро¬ бежного типа. Такой регулятор приводится во вращение непосредственно от коленчатого или распределительного вала двигателя и при определен¬ ном числе оборотов через систему рычагов прикрывает заслонку карбю¬ ратора. На наш взгляд представляется значительно более правильным при¬ вод регулятора осуществить не от того или другого элемента автомо¬ бильного двигателя, а от главного вала коробки передач или от кардан¬ ного вала автомобиля. Конструктивно мыслится это возможным выполнить при помощи гибкого вала от той же винтовой шестерни, при помощи которой осуществляется привод спидометра. При указанном приводе регулятора, последний может быть установ¬ лен таким образом, что будет ограничивать только максимальную ско¬ рость машины и обороты двигателя на прямой передаче, обороты же двига¬ теля, практически, на промежуточных передачах ограничиваться не будут. Благодаря этому разгон машины будет протекать так же, как и при отсутствии регулятора на машине, т. е. отмеченный выше недостаток регуляторных машин полностью отпадает. Единственным возражением против предлагаемой системы привода может служить то обстоятельство, что здесь возможна некоторая форси¬ ровка двигателя по оборотам на промежуточных передачах; однако если учесть, что время такой работы по сравнению с общим временем работы машины весьма незначительно, то можно будет заключить, что это опасение не будет сколько-нибудь серьезным. Другим преимуществом предлагаемой системы привода, на наш взгляд, является возможность осуществления его без сколько-нибудь значительных трудностей на всем имеющемся парке грузовых машин в то время, как нормальный привод регулятора от двигателя на многих наших машинах осуществить без кардинальной переделки двигателя пра¬ ктически невозможно. На основании всех изложенных нами положений могут быть сде¬ ланы следующие общие выводы: 1) требования надежности работы как автомобильного двигателя, так и всего автомобиля в целом, а также безопасности движения обу¬ словливают необходимость введения регуляторов на грузовых машинах, что и имеет весьма широкое распространение за границей и в част¬ ности в США; 2) при установке регулятора с нормальным приводом от двигателя приемистость машины на промежуточных передачах падает; 3) приемистость машины при установке на ней регулятора может быть сохранена при осуществлении привода регулятора от главного вала коробки передач или от карданного вала автомобиля; 4) все вновь строящиеся грузовые машины, а также основной парк грузовых машин Союза, должен быть снабжен регуляторами с предла¬ гаемой системой привода. 172
Инж, Н. И. ГРУЗДЕВ и инж. Н. В. НИКИТИН ДИНАМИКА КОЛЕСНЫХ И ГУСЕНИЧНЫХ МАШИН ПРИ ДВИЖЕНИИ ПО НЕРОВНОЙ ПОВЕРХНОСТИ При движении машины весьма существенное значение имеют колеба¬ ния ее корпуса, они делают переменными давления на колеса и могут опровергнуть тяговый расчет, выполненный без их учета. При прохождении машины через неровности дороги возможно воз¬ никновение весьма значительных усилий в подвесках колес. При резком изменении угла наклона дороги, особенно при больших скоростях, давления на колеса изменяются в сильной степени и корпус машины получает большое ускорение. Не исключена возможность перехода машины с одной плоскости на другую через свободное падение. Усилия, развивающиеся при этом, весьма своеобразны. При больших скоростях возможен резонанс движущихся частей машины с собствен¬ ными колебаниями ее корпуса. Изложенные соображения послужили поводом к составлению общих уравнений движения машины, которые позволяли бы произвести расчет на приведенные случаи нагрузок. Уравнения движения машины со свечной подвеской при переходе с одной плоскости на другую Принятые обозначения (рис. 1): G — вес машины, а\—а2—аз — — расстояния от центра тяжести по оси рессор; положительными считаются расположенные впра¬ во от центра тяжести, Z — расстояние центра тяжести от плоскости грунта, Рх — Р%~— Р4 — реакции грунта на колеса, Сі—с2——с4 —расстояния от линии, проходящей через центр тяжести и параллельной горизонту, до точки соприкосновения с грунтом, в случае нулевых нагрузок; рис. 2 дает представление о пара¬ метре С, Ч — ^2—^з—^4—деформации рессор для данного положения, машины, — k2—Æ3—k4—коэфициенты жесткости рессор, ф — угол поворота корпуса машины относительно горизонта. 173
В любой момент времени состояние движения машины может быть выражено, пользуясь принципом Д’Аламбера, помощью уравнений дина- мического равновесия. Уравнение проекции сил на ось z - ов: q_JL . z"(1) На ось X - ов: -|.x"-SpH=0. (2) Уравнение моментов относительно центра тяжести: Здесь: М.— момент от внешних сил, <р" — угловое ускорение, J—момент инерции машины относительно центра тяжести, g—земное ускорение, z"— ускорение машины по вертикали, Рѵ—нормальная реакция грунта на колесо, Рн — разность между силой тяги и силой сопротивления качению машины. Определение вертикальных составляющих реакций грунта на колесо Найдем выражение вертикальной реакции для какой-либо одной свечи, так как для всех других свеч оно напишется аналогично рис. 3. Принятые обозначения: N—нормальная сила пружины — сила сжатия, F — сила тяги на данном колесе, f — коэфициент сопротивления качению. Из рис. 3 можем написать: -р =tg?, V где 174 P =F—P /, Я ѵ1 ’
так что ИЛИ ф = агс tg V V Для ведущих колес ф положительно, а для ведомых — отрица- тельно. Из рис. 3 напишем: О H L Р„ = ГТ? COSV v COS (ср + ф) Рис. 3. РН~Рѵ^' и В свою очередь сила сжатия рессоры равна произведению модуля на деформацию, т. е. N—kK Проекция К на ось z - ов (рис. 4): 8 = a sin 9 -р с cos 9 — z. Из прямоугольного тр-ка получаем: <\ о к = cos 9 Таким образом, заменив правую часть уравнения для Р, соответству¬ ющими выражениями, получим: Р„ — 7 Г-G COS Ф — v COS (ф 4~ Ф) k , , . соэф ... = г--т- (a sin <р + с cos ®—z) ( 1) COS (ф 4~ Ф) ” т COS ф В результате замены ЕР в уравнении (1) их значениями, получим: „ g V / • I ч k cos ф z =g т--- Е (a sin <р 4- с cos ф — z) -.—гЧт . 6 Осовф v Y 1 СО5(ф4~Ф) Второе уравнение будет выглядеть так: х"= —7^—^ (a sin 9 + с cos 9 — z) — /S*?T\* (2) G cos 9 \ т • т cos (9 + 9) Для того чтобы уравнение (3) выразить через параметры, аналогич¬ ные уравнениям (1) и (2), напишем следующее уравнение (рис. 4). Момент от внешних сил: M^Pvr-^PBz = ^Pv{r-zïg^. 175
Из рис. 4: г = — ztg<?=—— (a —zsincp). cost? COS<p Подставив значение М в уравнение (3), получим: ?" = "cos«?7~ 2 (а sin ? + с cos т Х(°-2sin? —ztg + cosç) г .J) • (3) Рис. 4. Заменив к ее значением, напишем выражение для силы сжатия рессоры: k N — (a sin ср -|- с cos у — z). (4) Для частных случаев получим следую¬ щие уравнения. Считая угол © незначительным, можем без большой ошибки считать, что sin<p —ф; cos<p=l. При этом допущении уравнения напишутся так: z" — ё — — z)k\ (і’) x"=-g-£(a?4-c—(2'j + £ —z)(a —ztp —ztgŸ)Æ. (31) II. Равномерное движение. Считая, что сила тяги создается под каждым катком, получим: Тогда: Ф=0. *"=£--g-S(a<p + c-z)*; (1") х" = 0; (2") „ 1 ? — “у L Щ 9 + с — z)(a — Z(f)k. (3П) 176
В последнем уравнении можно пренебречь величиной в выра¬ жении (а — zy) как малой по сравнению с а. Преобразуем написанные уравнения. В первом уравнении делаем та¬ кую подстановку: Zkc— G Zk т. e. отсчитываем z от положения равновесия. Тогда: г = гх + =g—4 s = Z1 — G G £kc—G £k „ 1 V / . ^kc — G \ . » =-7ï(1a’’+c-* sa —7e*= - ® S a’k + S tac—ztZak— .S at J [T 1 SA но так как при ср — 0 h ^ = 0 ф" =0 s kac — S ak ^kc~G . SA Таким образом окончательно: <p" = Zi S ak — <p -j-S aïk. (1Ш) (2ПІ) (3m) Полученные уравнения (l111) и (Зш)— это уравнения гармонического колебания. Решение их весьма просто и позволяет определить как форму, так и периоды двух основных колебаний. Способы решения основных уравнений Уравнения (1), (2), (3) можно решить двумя способами — графиче¬ ским и аналитическим (численным). Суть графического метода сводится к использованию выражения для радиуса кривизна, где z" ) или р = f(e; х"). Мы находим более рациональным рекомендовать способ численного интегрирования. Пусть мы имеем при статическом равновесии в качестве данных /V* М; М; М. Из ранее сказанного: k{ а так как Y1Nl==G, to SA(ce — z)—G, 12 Автомобильный мотор. 177
так что S kc — G I c< = £* +*Г’ 1 отсюда получаем возможность подсчитать значения величин для всех сг Искомыми функциями являются: z =/і (0; * =А(0 и ? =/» (О- ' Исходными допущениями при решении будут: 1) до тех пор, пока первое колесо не сойдет с 1-й плоскости (с обрыва-неровности) z" = 0 и <р" = 0. 2) сход колеса совершается мгновенно. Логичность второго допу¬ щения обусловливается следующим соображением: пусть радиус колеса равен 0,4 м и скорость движения машины 20 м/сек. Время, необходи¬ мое на прохождение пути, равному радиусу, определится из соотноше¬ ния 201 = 0,4, т. е. 0 4 і = 2^-= 0,02 сек., а так как линия касания колеса с грунтом меньше */4 диаметра, то факти¬ ческое время будет еще меньше. В качестве начальных данных имеем: — «2 — Од — а4; q — с2 — с3 — с4; kt — k2 — k3 — й4 и скорость движения ѵ\ пусть ѵ = const. Выключая колесо или уменьшая количество слагаемых под знаком суммы на единицу, мы получим <р" и z". В зависимости от точности, разбиваем путь между центрами колес на п отрезков и определяем время прохождения каждого отрезка Д t. Полученное ускорение считаем постоянным на всем промежутке, тогда скорость в конце промежутка ф' = и zf — z"t\ средние скорости соответственно: ф Z^-\-z'__^ Гер 2 2 Ѵ Р ™ = ЧЬ zcp — 2 V ' Найденные значения z и ф подставляем снова в соответствующие уравнения и находим новые ускорения ф" и z"а также <рс и zcp, а по ним <р и z, и так от колеса к колесу. Если будет получена большая разница в значениях ф и z в начале и конце промежутка, то надо поступать таким путем: по найденному ? или z отыскиваем новое у” или z,r, после чего средние скорости для промежутка определяем из соотношений: zcp — го Н 2 Z и Ър = фо 4--—2~ 178
Чтобы избежать двойного пересчета, целесообразно для начала раз¬ бивать пролеты между колесами на большее число промежутков. На основе ряда просчетов (для скоростей > 40 км/час) можем рекомендо¬ вать считать ускорения между колесами на всем промежутке постоян¬ ными, т. е. разбивать на один промежуток. Числовой пример Дано: Ni — 1145 кг; N2 — 1510 кг; N3 = 1510 кг; N4 = 1335 кг\ G — 5,5 m; kx = 7,6 кг/мм; k2 = 7fi кг 1мм; — 7fi кг/mm; Zkc—G k} = 7fi6 кгімм; z= — = 0,77 m; — 1,766 m; a2 — 0,616 m; a3 — 0,634 m; a4 = 1,494 m, где a — расстояния между осями колес и центром тяжести. Тогда: N Сі = 0,77 + 4г = 0,920 м, Лі са = 0,986 м, с3 = 0,986 м. с4 = 0,959 м. Найдем ускорения в момент схода 1-го колеса (для этого надо вы¬ бросить уравнение,JCJtfOTopoe входят параметры с индексом 1), имеем: і=3 z'= —г- V k (а sin © + с cos ? — z) 4- g — m • cos2 с? т ' 1 * і—0 = —S k (a ? 4- c — z)4- g = 2,03 м/сек*, \ m ?" = yS k(a<p + c — z)(a — z<p) = 2,87. Найдем скорости в конце промежутка: t = Il ~ = 0,069 сек. V z' =z”t— 0,1385 м/сек. =/7= 0,198 м/сек. Пути в конце отрезка z = 0,7664 м <р = t = 0,00684. Собственные колебания во колеса с гусеницей или без гусеницы время подскока В момент срыва колеса, пружина соответственно нажата и когда колесо выйдет за опору, оно получит колебательное движение за счет потенциальной энергии пружины. 12* 179
Если вес подрессоренной части G, то уравнение движения колеса напишется так (если не учитывать затухания): X = l0cos pt, где X — деформация пружины в момент срыва колеса, В дальнейшем будет указано, почему можно пренебречь фактом со- стояния колес (поджаты или опущены) в момент удара о землю, сей¬ час же ограничимся лишь сделанным замечанием с тем выводом, что при подсчете угла встречи с грунтом в момент удара о грунт мы это явление не учитываем. Удар при падении В момент соприкосновения 1-го колеса с грунтом после срыва всту¬ пают в силу общие уравнения движения машинылПри подсчете требуе¬ мых параметров, в уравнениях следует учитывав только те колеса (части уравнения), которые уже соприкоснулись с землей, полагая для всех остальных k = 0. >■ Момент соприкосновения остальных колес с;. землей определится через подсчет: к = а <р + с — z При к = 0 происходит соприкосновение 2-го колеса с грунтом. Самый расчет производится совершенно аналогично расчету при сходе машины с 1-й плоскости, т. е. методом численного интегрирования. Отличие заключается в жесткости при ударе после срыва. — величина, отличная от k при срыве. Во время приземления необходимо учитывать упругость грунта, так как последняя играет существенную роль при определении расчетных значений усилий. Так как ход пружины ограничен и при достижении некоторого усилия TVj рессора упирается в ограничитель, то дальнейшая деформа¬ ция происходит только за счет грунта, а следовательно необходимо учитывать переменность значения величины k до того момента, пока нормальная сила сжатия рессоры, подсчитываемая по формуле: N — ki (а <р 4- с — г), не достигнет значения /Ѵр Жесткость, вводимую в уравнение, следует определять по уравнению: /Г ’ Ь. — пр г knr> + kz ' пр 1 г Здесь: knp — жесткость пружины, k — жесткость грунта. 180
После достижения нормальной силой значения в расчет следует ввести только /г грунта. Обозначим в момент достижения нормальной силой значения /Ѵт f = ?iî Тогда /V = 4- k [(а © 4- с — z) — (a<pt + c — z^\ — = k(ay-\-c — z) — {k — k^^a^i + c — zt). Обозначим (& — ÆO (a <pi + c — z) = No. Таким образом после достижения нормальной силой значения NL N= k(ay-\-c — z) — Nq. Основные уравнения в этом случае для малых углов напишутся так: z" = — — z)k — 7Vo]+g; (1IV) 11L x" = 4 s [(a <P + c- z) k Ф - Vo]; (2IV) fflr <sf', = ^T'S.^a<f+c~z)k—N<i](a—z<ÿ—z^). (зІѴ) Переход c одной плоскости на другую^ при наличии угла между ними больше 180° Имеем схему (рис. 5). — разность между силой сопротивления движению колеса машины и силой тяги, R — нормальная к грунту реакция на колесо. Сила тяги R — R . т, I ѵн где: т — коэфициент, = Rh f—RH f— сопротивление каче- ri * НИЮ. Рис. 5. Уравнения равновесия системы: Проекция сил на ось z: Zz = LQ — G + mz" = Q. Q = RH [cos a — (/— tn) sin a]. Сила сжатия рессоры (1) N==RH [cos (? ~ a) + (f— m>) sin (<p — a)] = k (c — q), где (c — q) — деформация рессоры. 181
Заменив в выражении для Q RH его значением из предыдущего урав- нения, получим: k(c — q) ** COS<p + PS^n? * где a n+f—m р [1— n(f— ni)] ’ и в свою очередь n = tga, так что уравнение (1) перепишется в виде: k(c — q\ f р. G cos ф -И Р sin ср ' Из чертежа z — пх 4- а (п cos © — sin 9) q = - ? 1 • 7 п sin © 4- cos ср Проекция сил на ось X: RH sin а 4- Rm cos а у х" = 0; (2) О после ряда преобразований напишем: х" = -G- s Q р. (2') Уравнение моментов относительно центра тяжести: М = Qi ïa cos ? — Я sin ? — fiq cos 9 ± $а sin <р] — J©" = = [cos ср (a — $q) ± sin 9 (q4- a p) — Jcp"] = 0. (3) Знак плюс относится к свечам, расположенным слева, а минус справа. Из уравнения (3) получим: ?" = у S Q [cos 9 (а — $q) ± sin 9 (q 4* а ЭД. (З') Уравнения (1), (2), (3) дают возможность определить для любого момента как ускорения, так и скорости пути машины в любой момент времени. Возможности преодоления препятствий, как-то: крутые подъемы, спуски, движение по неровной поверхности и т. д. могут быть значи¬ тельно расширены при внесении в тяговый расчет уточнений, учитываю¬ щих по возможности полно динамику танка.
Инж. П.И. МОРОЗОВ УСТОЙЧИВОСТЬ ТАНКА НА КОСОГОРЕ Движение по косогору имеет место тогда, когда танк движется на подъем при одновременном боковом крене. На рис. 1 и 2 представлены схемы внешних сил, приложенных к танку. Причем эти схемы получились как результат сечения двух Рис. 1. Рис. 2. * вертикальных плоскостей, т. е. плоскости подъема и плоскости бокового крена, которые проходят: первая через продольную, а вторая через по¬ перечную оси танка в плоскости пути и между собой они взаимно пер¬ пендикулярны. На рис. 3 представлена схема разложения силы тяжести танка в на¬ правлении плоскости подъема и плоскости бокового крена. Для ясного представления рис. 3, введем следующие обозначения: Л АОВ—горизонтальная плоскость, △ ADO — плоскость подъема, Л BOD — плоскость бокового крена, △ ADB — плоскость пути. Причем: △ ADO J_AOB_\_BOD и ADJ_DB. DCR =S — двугранный угол плоскости пути, DCQ = р — угол бокового крена, DCS = а — угол подъема. CR = G cosS — сцепной вес танка, где G — вес танка в кг. В прямоугольном параллелепипеде точки С и D представляют: пер¬ вая — центр тяжести танка и вторая — центр давления танка. Чтобы определить координаты х и у центра давления танка на плос¬ кость пути, совместим начало прямоугольной системы координат с точ- 183
кой С, т. е. с центром тяжести танка, а оси направлены так, как Это яредставлено на рис. 3. Тогда будем иметь: CR = h — высота центра Из l\DCR тяжести танка. CD=-^ COSO Из △ DCS h sin я I cos 8 I (О h sin 3 У = 5- COS О Рис. 3. В случае, если неизвестен угол о, тогда на основании свойства углов, составляемых радиусом-вектором С осями координат, для нашего случая (рис. 3), можно будет написать: cos2 (90° — а) 4- cos2 (90° — ₽) + cos2 3=1. Откуда: cos 3 = V 1 — cos2 (90° — aj — cos2 (90°— a) = = V1 — (sin2 a 4-sin2 p). 184
Тогда формулы для координат центра давления принимают следую¬ щий вид: h sin а V 1 —(sin2 а-J-sin’S) J (2) _ AsinP I V1—(sin2 а 4-sin2 0) j где X — величина смещения центра давления в плоскости подъема, у — величина смещения центра давления в плоскости бокового крена. При этом сцепной вес танка определяется формулой: G cos 3 = G1/1 — (sin2 a -j- sin2 p). Для определения сопротивления движению верхней и нижней гусе¬ ницы воспользуемся схемой внешних сил, представленных на рис. 2. Для чего определяем нормальные реакции грунта: и ТѴ2 на опорные части гусеницы, из следующих уравнений моментов: V МЛо = В -j- h О sin р — ~ G cos 8 = 0, %MAi = NaB-h G sin ₽4--f OcosS = 0. Откуда: TV, = 0,5 G cos 8 G sin p I D 5 . ’ (3> N2 = 0,5 G cos 3 4- -о G sin p j £> j ИЛИ M 4" TV2 = G cos 3. (4) Условие использования танка с косогора определится следующим неравенством: S1-|-‘52^Gsinp. Но 4~ 52 === р* (A j -j— ТѴ2) === P* G cos 8. Следовательно Откуда p. G cos 3^ G sin p. sinp sin P cosS V~ ]i —(sin8a sin*p) (5) где: Si и Sa—реакции грунта, вызванные действием силы Gsinp, но направлены в обратную сторону последней, р. — суммарный коэфициент сопротивления боковому сдвигу и сопротивления трения гусениц о грунт. 185
I Причем коэфициент ц зависит от свойства грунта, удельного давле¬ ния на грунт и главным образом от конструктивной формы гусенич¬ ных цепей. В среднем можно считать, что [і = 0,6 от коэфициента сцеп¬ ления К, или более точно можно принимать следующие значения коэфициента: для мягкого грунта для твердого грунта Iх ~ для снежной дороги Iх — ^,15 для ледяной дороги у. <0,15 Сопротивление движению верхней гусеницы следующими выражениями: верхней гусеницы: „ .. , G sin а /?і=?М4 нижней гусеницы: (рис. 2) определится (6) где ф — коэфициент сопротивления движению. Но так как: Nt>Nit тогда и что в практике эксплоатации приводит к повороту танка в сторону нижней гусеницы без использования приводов управления. Очевидно предельное положение устойчивости танка при движении по косогору определится следующими условиями, а именно: х = а и = где а — расстояние от нормальной составляющей веса танка до край¬ ней нижней опорной точки гусеницы (рис. 1), причем эта величина конструктивная и для каждого танка есть величина постоянная. Тогда подставляя в формулы (1), которыми определяются коорди¬ наты центра давления (х; у)9 будем иметь: д _ А sin а \В sin Р cos 8 ’ ~2 cos 6 Известно, что квадрат диагонали (рис. 3) прямоугольного параллеле¬ пипеда равен сумме квадратов трех его измерений, т. е. & = a* + h2 + 186
Следовательно cos о = Таким образом, предельный угол подъема &тах Ртах ПРИ Движении танка по косогору определяются мулами: и бокового крена «■■ГПГ » Ж>«*ТѴПМЯПММІ М* ’ < *О следующими фор- Sin Sin “max (7) 1 3 Сцепной вес танка определяется следующей формулой: G cos 8 = G У1 — (sin2amax -f- sin’ 0„ejr) G Пример Танк с некоторой постоянной скоростью совершает движение на подъем 8 = 30°, затем водитель повернул танк в плоскости пути на угол ф = 20°. Требуется определить: а) смещение центра давления танка при первом направлении прямо¬ линейного движения; б) смещение центра давления танка при втором направлении прямо¬ линейного движения; в) сопротивления движению для каждой гусеницы при втором напра¬ влении прямолинейного движения и г) проверить устойчивость танка. Если данные для решения задачи следующие: 1) боевой вес танка G = 12 000 кг, 2) высота центра тяжести танка h= 1,0 м, 3) ширина опорной базы танка В =2,2 лс, 4) координата центра тяжести от задней опорной точки гусеницы а = 1,3 м, 5) коэфициент сопротивления боковому сдвигу р. = 0,5, 6) коэфициент сопротивления движению <р — 0,06. Решаем так: 1. Определение смещения центра давления танка при первом напра¬ влении движения. 187
На рис. 4 представлена схема прямолинейного движения танка при первом и втором направлении. На рис. 5 представлена схема движения танка при первом напра¬ влении. Уравнение моментов внешних сил относительно точки Д: ЕУИд == % Geos 5 — h G sin 8 = 0. Откуда: AGsinS - = Atgo=l,0 • tg 30° = О cos о & » & = 1,0 • 0,577 = 0,577 ж Условие устойчивости танка: а^х. Следовательно 0,577 <1,3 — положение устойчивое. 2. Определение углов подъема а и бокового крена (3 при втором направлении прямолинейного движения танка. Так как движение по второму направлению является движением по косогору, до воспользуемся схемой углов, представленной на рис. 6. Из последней находим: А Из Л DOB имеем: sin р ’ 188
Из Л DMO имеем: sin 8’ Из △ MDB имеем: h . , b sin 8 sin 8 sin ф = — = —— = -. a h sin о sinp Откуда: sinp = siri<p • sin8 = O,171. Из A DAO имеем: h c — __—. sina ' Из △ ADM имеем: h • b sin 8 sina COS Ф = — = —T— = ——r. c h sino sina Откуда: si'na = cos<|> • sin 8 = 0,470. Следовательно имеем: a = 28°, p= 10°. 3. Определение координат (смещения) центра давления танка пр» ртором направлении прямолинейного движения: Л sin a Л . х = —=0,54 м; cos 8 Asinp ЛП у = œ 0,2 м. cos ô Таким образом имеем: X = 0,54 м, у = 0,2 м. Следовательно условие устойчивости танка на косогоре, т, е. пр» движении по второму направлению, будет: а или 0,54 С 1,3; У — или 0,2 < 1,3. 4W На рис. 7 представлено смещение центра давления танка при дви¬ жении по косогору. 4. Определение сцепного веса танка: Gcos8 = G У1 —(sinaa-f-sin2р) = 10392 кг. 189
5. Определение нормальных реакций грунта на опорные гусениц: части Л М = 0,5 G cos 8 — — G sin ₽ = 4266 кг ; TV2 — 0,5 G cos 8 -f- -g- G sin p — 6126 кг. Итак: M =4266 кг, ЛА> = 6126 кг. сопротивлений движению верхней и нижней гусеницы. Для верхней гусеницы: 6. Определение г> , G sin а /?1 = <рМН у— =3076 кг. Для нижней гусеницы: /?2 = ?7V2 + 2-Slr^=3188 кг. 7^ = 3076 кг, /?2=3188 кг. 7. Условие на сползание танка с косогора: sin р cos о ^0,2. Или 0,5 >0,2, т. е. танк сползать не будет. 8. Определение предельных углов подъема атах и бокового крена Ртах ПРИ движении танка по косогору: vrTnttU?J^eAe;leHHe сцепного веса танка при предельном положении устойчивости последнего на косогоре: Н G C0S 8тах J~====^^====-^- = 6080 KZ. 1/ і + <лѴ+/А\г F \h) Д2/г] 190
Инж.-мех. Г. Г. ТОКАРЕВ ВЛИЯНИЕ НЕКОТОРЫХ ФАКТОРОВ НА РЕЗУЛЬТАТЫ ДОРОЖНЫХ ИСПЫТАНИЙ АВТОМОБИЛЯ Дорожные испытания автомобиля — одни из основных методов для определения динамических и экономических качеств автомобиля. Этот метод не требует сколько-нибудь значительного оборудования и дает достаточно точные результаты. Однако условия, сопутствующие дорожным испытаниям, как-то: состояние дороги, погоды, квалификация водителя и т. п. в значитель¬ ной мере могут влиять на результаты испытаний, искажая тем самым действительные качества автомобиля и устраняя возможность сравни¬ тельной оценки. Практически избежать этого влияния невозможно и приходится лишь ограничиться выбором таких условий, которые в наименьшей степени влияли бы на определяемые измерители. Для этого, очевидно, необхо¬ димо знать, как будут влиять на эти измерители отдельные факторы. Лими¬ тируя их предельную величину, можно, тем самым, ограничить погреш¬ ность в результатах испытания. С этой целью в ЦАНИИ летом 1935 г. были проведены специаль¬ ные дорожные испытания автомобиля ГАЗ-А—„Пикап", а также прове¬ дены теоретические расчеты на определение влияния следующих факто¬ ров: атмосферных условий, испытательного участка (дороги), индиви¬ дуальных качеств водителя и экспериментатора, давления в шинах. Влияние атмосферных условий определено только для максимальной скорости и расхода топлива исследуемого автомобиля на основании теоре¬ тических расчетов, результаты которых проверялись экспериментом. Влияние остальных, указанных выше, факторов изучалось экспери¬ ментальным путем. Влияние атмосферных условий Влияние атмосферных условий на динамические и экономические показатели автомобиля слагается из: влияния скорости и направления ветра и влияния температуры и барометрического давления воздуха. Первый фактор влияет на результаты испытаний, изменяя сопроти¬ вление движению воздуха (аэродинамическое сопротивление); второй же {фактор кроме этого изменяет также и мощность двигателя. В различное время дня и в различные дни значение скорости ветра, температуры и давления воздуха изменяется вне зависимости от жела¬ ния экспериментатора. Поэтому определить их влияние методом дорож¬ ных испытаний не представляется возможным. 191
Следующий ниже анализ влияния этих факторов на максимальную* скорость и расход топлива произведен, как уже было сказано выше, на І основании результатов теоретических расчетов, которые только в неко- , торой части проверены экспериментально испытанием автомобиля в до¬ рожных условиях. Лобовой ветер. Совершенно очевидно, что лобовой ветер, дующий по направлению движения будет уменьшать сопротивление воздуха и, следовательно, увеличивать максимальную скорость автомо- биля, а ветер, дующий против движения, будет увеличивать сопроти- вление воздуха и, следовательно, уменьшать максимальную скорость Рис. 1. Значение максимальной скорости в зави¬ симости от скорости лобового ветра и направле¬ ния движения. Желая устранить влияние ветра на результаты испытаний, nj оизво- дят заезды во взаимообратных направлениях. При этом за действи¬ тельную максимальную скорость принимается величина, полученная как среднее арифметическое от максимальных скоростей, определенных из замеров при заездах в прямом и обратном направлениях. Однако полу¬ ченная величина не будет равна максимальной скорости автомобиля, найденной из заездов при полном безветрии. Что это действительно так, видно из рис. 1 и 2. Здесь, на основании характеристики двигателя (автомобиля ГАЗ-Аф- „Пикап", снятой на тормозном стэнде) и ряда подсчетов суммарных сопротивлений движению (при различных скоростях и направлениях ветра), подсчитаны соответствующие максимальные скорости движения автомобиля. 192
Суммарное сопротивление движению подсчитывалось по формуле: лг __ f ' G ' ■ KF(v±wyv 06 75 . 3,6 ’ 75 . 3,6*~ ’ где: V — скорость автомобиля, w — скорость ветра. Как видно из диаграммы, максимальная скорость при безветрии равна 85,3 км/час. Соответственно при попутном ветре эти скорости больше и при встречном ветре меньше. Рис. 2. Процент отклонения максимальной скорости от скорости лобового ветра. Беря максимальные скорости автомобиля при одном и том же по путном и встречном ветре (что соответствует заездам в двух взаимо* обратных направлениях) и находя среднее арифметическое их, получим величину максимальной скорости автомобиля, которую мы условно считаем действительной. Как видно из рис. 2, величина найденной таким образом максималь¬ ной скорости меньше величины максимальной скорости, полученной при безветрии. Эта разница в величинах тем больше, чем больше скорость ветра. При скорости ветра в 6 м/сек, расхождение составляет 2%, а при скорости в 3,2 м/сек.—1°/о- Таким образом можно констатировать, что наличие лобового ветра уменьшает величину максимальной скорости автомобиля, но это умень- 13 Автомобильный мотор. ^3
шение не превышает 2°/0 при скорости ветра, доходящей до 6 м/сек. \ Понятно, что это определено только для данного типа автомобиля. Однако и для других автомобилей, имеющих максимальную скорость до 100 км/час, можно принять такой же процент погрешности. Для автомобилей, движущихся с большей скоростью, этот процент будет еще меньше и для автомобилей, имеющих максимальную скорость ниже 60 км/час, этот процент будет несколько больше. Следовательно, если считать, что ошибка в определении максималь¬ ной скорости не должна превышать 2°/0, то можно допустить, что испы¬ Рис. 3. Схема действия бокового ветра. тания автомобилей могут производиться при скорости лобового ветра до 6 м/сек. Боковой ветер. Часто полагают, что боковой ветер, дующий перпендикулярно на¬ правлению движения, не создает никакого аэро¬ динамического сопротивления. В действитель¬ ности боковой ветер, так, же как и лобовой, будет создавать дополнительное аэродинамиче¬ ское сопротивление движению автомобиля. Допустим, что при движении автомобиля со скоростью 80 км/час дует боковой ветер со скоростью 5 м/сек., т. е. 18 км/час. Очевидно, что это равносильно тому слу¬ чаю, когда автомобиль обдувался бы встречным потоком воздуха, движущимся со скоростью, равной равнодействующей этих скоростей: vR = / 802 + 182 = 82 кмічас, которая направлена под некоторым углом а, составленным направлением движения автомобиля и направлением этой равнодействующей (рис. 3) : 18 ^а=яп = 0>225’ »-=12°40'. OU Известно, что как коэфициент обтекаемости К, так и площадь обдува автомобиля F изменяются в зависимости от угла обдува а. Поэтому величина f(F, а следовательно, и аэродинамическое сопротивление автомобиля будут увеличиваться с увеличением угла а, причем рост KF будет, главным образом, зависеть от увеличения площади обдува. На рис. 4 показано изменение величины KF в зависимости от угла обдува для автомобиля Форд (фаэтон): для а =0 KF =0,11, для а'=12°40' KF' = 0,137. Подсчитывая лобовое сопротивление при действии равнодействующей и умножая его проекцию, взятую по направлению движения, на 1 Эти выводы, сделанные на основании теоретического подсчета, проверя¬ лись при проведении дорожных испытаний автомобиля ГАЗ-А—жПикапм. 194
скорость автомобиля, получим значение мощности, теряемой на аэро¬ динамическое сопротивление при действии бокового ветра. Суммарное сопротивление при боковом ветре будет: f -G v , KF • vR2 • ѵ cos а' N06(6k) = 75 . 3>6 H 75 . Зэб3 ~ 28,7 Л' c- Суммарное сопротивление в случае лобового ветра равно: V == / ° ‘ _1_ KF + — 39 4 л г No6(a6) 75 . з б + 75 . зібз 32>4 л- с- Суммарное сопротивление при безветрии: Л; /• G • ѵ , KF-ѵ* _ол А _ N°6 75-3,6 + 75 • 3,6s 24,4 Л* С Сравнивая полученные результаты, ви¬ дим, что суммарное сопротивление движе¬ нию при боковом ветре больше, чем при безветрии, что подтверждает наше предпо¬ ложение. Сравнивая далее суммарные потери при боковом и лобовом ветрах, видим, что ло¬ бовой ветер действует сильнее, чем боко¬ вой (при одинаковых скоростях ветра). Если же в формулу для определения суммарного сопротивления при лобовом ветре подставить значение необходимой мощ¬ ности, определенной при действии бокового ветра, то можно определить величину лобо¬ вого ветра эквивалентного по действию бо¬ Рис. 4. Зависимость коэфи- циента лобового сопротив¬ ления автомобиля ГАЗ-А от угла обдува. ковому: N + об (бк): 75 . 3 6 KFfv-j-w)2 ■ V 75~3?68 Тогда до2160 w —1270 = 0, откуда w =10 км/час = 2,8 м/сек., т. е. лобовой ветер в 2,8 м/сек. дает такое же суммарное сопротивление, что и боковой в 5 м/сек., при скорости движения автомобиля 80 км/час. Все сказанное выше справедливо при заезде в одну сторону. Если же мы имеем два заезда, во взаимообратных направлениях, то в резуль¬ тате их действие лобового ветра почти компенсируется (обратным заездом), в то время как действие бокового ветра остается неизменным. Из табл. 1 видно, что при взаимообратных заездах лобовой ветер в 2,8 м/сек. дает отклонение в показаниях максимальной скорости в 0,8%, а эквивалентный ему по суммарному сопротивлению боковой ветер в 5 м/сек. дает отклонения в 6,3%. 13* 195 МВМ0М
Таблица 1 Процент от скорости автомобиля 1 Скорость Суммар- Процент к скорости авто¬ мобиля при безветрии Процент Характер ветра ветра м/сек. ное со¬ против¬ ление в л. с. прямой заезд обратный заезд средний заезд отклоне¬ ния Лобовой ветер . . . Боковой ветер . . . 2,8 5,0 5,0 28,7 32,4 28,7 93,7 88,4 93,7 1 104,8 108,4 93,7 99,2 98,4 93,7 0,8 1,6 6,3 Лобовой ветер в 5 м/сек. дает отклонение в 1,6%, т. е. примерно в 4 раза меньше чем боковой. На рис. 5 показана зависимость максимальной скорости от скорости как лобового, так и бокового ветров. Из диаграммы видно, что при допускаемом отклонении в показаниях максимальной скорости в 2 /^ можно при испытаниях допустить лобовой ветер в 6 м/сек., а боковой Рис. 5. График отклонений в про¬ центах величины максимальной скорости аві омобиля под влиянием ветра. Рис. 6. График расхода топли¬ ва в зависимости от нагрузки двигателя на различных ско¬ ростях. ветер только до 2 м/сек, Из изложенного выше следует, что боковой ветер по своему действию гораздо вреднее лобового. Аналогичную картину дает подсчет влияния ветра на расход топлива. На рис. 6 дана диаграмма зависимости удельного расхода топлива от нагрузки при п== 1580 об/мин. (при скорости автомобиля 60 км/час)- Подсчитывая мощности, необходимые для передвижения автомобиля на скорости 60 км/час при безветрии, при лобовом ветре 5 м/сек, и боко¬ вом ветре 5 и 2 м/сек,, определяем расход топлива в г/км. 196
Результаты подсчета даны в табл. 2. Таблица 2 Характеристика движения Суммар¬ ное сопро¬ тивление в л. с. Процент нагрузки Расход топлива в г/л. с. Расход топлива в г/км в один заезд среднее за два взаимо- обратных J заезда процент отклоне¬ ния Безветрие ....... 14,62 42,2 377 91.8 91,8 100 Встречный лобовой 5 м/сек. 19,9 57,4 346 114,9 1 1 Ç Попутный лобовой 5 м/сек. 10,73 31,0 399 71,4 1 -0,1 □ Боковой 5 м/сек 17,93 51,8 358 106.8 106,8 116 Боковой 2 м/сек. 15,6 50,5 360 93,6 93,6 102 Как видно из полученных данных, лобовой ветер в 5 м/сек. увели¬ чивает расход на 1,3%, а боковой ветер той же скорости дает увели¬ чение расхода на 16%. Боковой ветер в 2 м/сек. дает увеличение рас¬ хода только на 2%. Резюмируя все выводы, сделанные выше относительно влияния ско¬ рости и направления ветра на максимальную скорость и расход топлива, можно допустить при проведении дорожных испытаний наличие бокового ветра в 2 м!сек. и лобового ветра, примерно, в 6 м/сек., что даст ошибку в определении показателей не более 2%. В случае отсутствия анемометра и флюгера (для замера скорости и направления ветра), испытание следует проводить, по возможности, в безветренную погоду. Температура и барометрическое давление Известно, что температура и давление воздуха, изменяя его плот¬ ность, влияют на динамику автомобиля. С изменением плотности воздуха будут изменяться как аэродинамическое сопротивление автомобиля, так и мощность его двигателя, так как величина заряда рабочей смеси зависит от плотности воздуха. Аналитически эти зависимости выразятся следующими уравнениями: и где: (1) (2) 4=^0. Д = 1,Н — 0,11, Z0 7 /і 197
К №350 005250 Ро=76О мм ртутного столба, Го = 288° abs., Рп и Тп—переменное давление и температура, К — коэфициент обтекаемости, N — мощность двигателя. 034850 034450 004’. 004750 004550 005050 004350 ^25° /1 -15e -5 1 +5° +15* +251 /Л +35* vR n1— —J-* k î ■ * Il * 703 ”0 7?о 730 ио 750 760 770 Рис. 7. Зависимость коэфициента обтекае¬ мости К от температуры и давления воздуха. Как видно из уравнений (1) и (2), мощность двигателя и коэфициент обтекаемости авто¬ мобиля прямо пропорциональны барометрическому давлению. Температура же воздуха для коэфициента обтекаемости дает обратно пропорциональ¬ ную зависимость, а для мощ- ности — обратно пропорцію- нальную корню квадратному, т. е. зависимость для К и N от температуры неодинаковая (рис. 7). Таким образом, одному и то¬ му же значению коэфициента А, т. е. изменению мощности двигателя будут соответство¬ вать различные коэфициенты обтекаемости КпУъ зависимости Рис. 8. Процент отклонения максимальной скорости в зависимости от температуры и давления воздуха. от того, меняется ли темпера¬ тура (при постоянном давлении) или меняется давление (при постоянной температуре). Ряд подсчетов, произведен¬ ных на основании характери¬ стики двигателя ГАЗ-А авто¬ мобиля „Пикап“, дает возмож¬ ность установить зависимость между максимальной скоростью автомобиля и атмосферными условиями (температурой и ба¬ рометрическим давлением). Подобная зависимость при¬ ведена на рис. 8. Рассматривая эту диаграм¬ му, видим, что увеличение как барометрического давления, так и температуры, увеличивает максимальную скорость авто¬ мобиля. Такая, на первый взгляд парадоксальная, зависимость 198
между температурой воздуха и максимальной скоростью автомобиля объясняется указанным выше различием в зависимости коэфициентов К. X А от температуры (К с увеличением Т уменьшается быстрее, нежели мощность двигателя, в результате чего получается повышение максимальной скорости). Изменению давления на ±15 мм ртутного столба соответствует изменение в максимальной скорости на 0,7%, а изменению температуры на ±20° Ц соответствует изменение максимальной скорости на ±0,35%, т. е. влияние как давления, так и температуры весьма незначительно. Так как обычно (на одной и той же высоте) увеличению темпера¬ туры воздуха соответствует понижение барометрического давления, то практически влияние обоих факторов столь мало, что можно допустить значительные колебания в их величинах без ущерба для точности за¬ мера динамических показателей автомобиля. Влияние дороги Влияние испытательного участка на измерители динамики и эконо¬ мики автомобиля слагается из: влияния подъема (или уклона) и влияния дорожной одежды. Влияние подъема совершенно аналогично по действию лобо¬ вому ветру, так как и в том и в другом случае в зависимости от на¬ правления движения увеличиваются или уменьшаются суммарные сопро¬ тивления движению автомобиля. Сообразно этому будут изменяться значения измерителей динамических и экономических качеств автомобиля. При движении на подъем максимальная скорость и путь торможения будут уменьшаться, а время разгона и расход топлива — увеличиваться. При движении под уклон максимальная скорость и путь торможения будут соответственно увеличиваться, а время разгона и расход топлива — уменьшаться. Результаты испытаний в двух взаимообратных направле¬ ниях будут до некоторой степени компенсировать влияние подъема, что дает среднее значение определяемого измерителя, близкое к тому, ко¬ торое может быть найдено испытанием на горизонтальном участке. Получаемая при этом разница будет тем больше, чем больше величина подъема (или уклона) испытательного участка. Для того чтобы действительные результаты замеров не отклонялись от номинальных (для горизонтального участка) не более чем на 2%, величина подъема испытательного участка может быть допущена не более 0°40' или 1%. Влияние дорожной одежды на динамику и экономику ис¬ пытуемого автомобиля показано в табл. 3. Сравнивая полученные данные, можно сказать, что износ щебенчатого шоссе в значительной степени влияет как на динамику, так и, в осо¬ бенности, на экономику автомобиля (рис. 9 и 10). Если новая щебенчатая одежда дает отклонение в расходе топлива против гудрона на 2,5%, то поношенное шоссе (того же покрытия), среднего качества дает увеличение расхода на 10,5%. Это обстоятельство указывает на то, что испытания, как правило, должны проводиться на гудронированном шоссе, износ которого почти 199
Таблица 3 Дорожная одежда Динамика Экономика ѵтах ѵ min Время разгона в сеч. со ско¬ ростью ѵ = 10 км; час. на дистанцию Расход топлива в г) ^м на постоян¬ ной скорости 100 м 200-и 300 м 400 м 500 м 20 км!час | 40 км/час 60 км/час . Гудрон .... Щебеночная ' 86,64 1 1 10,35 14,0 21,45 26,45 32,65 37,4 94,5 84,7 94,3 новая . . . 82,8 9,8: 14,0 21.5 27,1 32.8 38,8 96,0 85,3 96,0 Щебеночная поношенная . 81,2 9,83 14,4 21,9 28,1 33,6 39,1 103,0 93,7 101,0 не отражается на результатах испытания. Только сравнительные испы¬ тания могут проводиться на других видах дорожных одежд, так как абсолютное значение получаемых результатов в этом случае не имеет] решающего значения. Рис. 9. График време¬ ни разгона. Рис. 10. График рас¬ хода топлива. Влияние индивидуальных качеств водителя и экспериментатора’ Из всех факторов, влияющих на эксплоатационные показатели авто¬ мобиля, индивидуальные качества водителя и экспериментатора являются факторами, влияние которых наиболее трудно регламентируется. Без¬ условно то, что водитель испытуемого автомобиля должен иметь боль¬ шой навык в работе на данном типе автомобиля и хорошо знать и выполнять все операции, которые требуется проводить во время испы¬ таний. От экспериментатора требуется, безусловно, хорошее знание мето¬ дики дорожных испытаний и быстрое реагирование при фиксации за¬ меров. Если считать, что в этом отношении необходимые требования будут точно выполняться, то все же различные лица, в силу своих индиви¬ дуальных качеств, дадут различные показания при испытании одного и того же автомобиля. 200
Разница в показателях котппаа а, слагается из изменения показателей ПОЛучаться „ л в этом случае В силу некоторого влияния 7оди’ « из неточностей замеров пока- него теля на режим работы автомобиля зателей экспериментатором. Следовательно можно сказать, что если экспромт средственно на определяемый показатель то влТ °Р влияет неп°- трансформируется через работу автоХ ВОДИТеля "а Поэтому влияние экспериментатора во всех слѵчч™ в то время как влияние водителя будет различной пбу одинаково, тели, в зависимости от особенностей работы автомобилГпри ™ меое того или иного показателя ‘имооиля при замере води- Это предположение целиком подтверждается экспериментом- 1) неоднократными наблюдениями было установлено, что два экс¬ периментатора, производя замеры времени в одном и том же заезде, дают разницу в фиксации этого времени не более 0,2 сек.; 2) согласно испытаний, проведенных для выявления влияния водите¬ лей на результаты замеров по динамике испытуемого автомобиля, можно заключить, что влияние это различно в зависимости от характера про¬ водимых испытаний. В этих испытаниях участвовали следующие водители: 1-й водитель — высокой квалификации, работающий все время на испытаниях, постоянный водитель испытуемого автомобиля. 2-й водитель — высокой квалификации, работающий все время на испытаниях, не является постоянным водителем испытуемого автомобиля. 3-й водитель — второй категории с одногодичным водительским стажем, впервые участвующий в испытаниях. Как видно из табл. 4, все три водителя дали различные показатели по различным измерителям, каждый из которых определялся в четырех заездах. Таблица 4 Динамика Водитель ѵтах ѵтіп Время разгона в сек. со скоростью V = 10 км/час на дистанцию 100 м 200 м 300 м 400 м 500 м 1-й ... . 2-Й .... 3-й ... . 86,0 84,25 83,3 І 9,54 10,2 10,7 13,6 13,6 13,8 21,4 20,5 21,4 27,5 26,5 26,8 32,5 32,1 31,5 37,2 36,4 36,8 Наихудшие результаты, как и следовало ожидать, дал третий води¬ тель занизив максимальную скорость против лучшего результата на я 1% и повысив значение минимальной скорости на \z,z /о- ’ В отношении времени разгона все три водителя дали, примерно, одинаковые результаты.
Влияние давления вышинах Поддержание нормального давления в шинах является одним из основных условий по проведению дорожных испытаний. Однако, в результате нагрева покрышек в процессе проведения испытаний и неточности показаний манометра, возможны некоторые отклонения в величине фактического давления в шинах против уста¬ новленных норм, что и отразилось на результатах испытаний Рис. И. График вре¬ мени разгона. Следующие дачные испытаний, проведенных с различным давлением в баллонах и сверхбаллонах, последовательно монтированных на колесах автомобиля ГАЗ-А—Пикап" дают возможность судить об этом влиянии на^динамику и экономику автомобиля (рис. 11, 12, 13 и 14). Рис. 13. График рас¬ хода топлива. Рис. 14. График рас¬ хода топлива. Из рассмотрения табл. 5 видно, баллонах на 1 атм. дает следующий что изменение давления в сверх¬ процент отклонений: в максимальной скорости на 4,4% в минимальной скорости . . „ 4,8% во времени разгона в среднем 15% в расходе топлива в среднем , 16% Анализируя аналогичные данные табл. 6, в которой приведены ре¬ зультаты испытаний с различным давлением в баллонах, имеем (при изменении давления на 1 атм.) следующие отклонения: в максимальной скорости цд 30°/ в минимальной скорости ...... '. ’ ’ w 4*4°/° во времени разгона в среднем " 1,36% в расходе топлива в среднем ....... * 8°/0 Беря средние значения указанных процентов, и полагая, что при испытаниях давление в шинах может быть установлено с точностью до 202
получим следующие возможные по максимальной скорости по минимальной скорости по времени разгона . по расходу топлива . . что вполне допустимо. отклонения в замерах: ±0,4°Л ±0,50/. ±0,15% ±1.2% Таблица 5 Давление в сверхбал¬ лоне в атм. ѵтах 85,6 89,4 Динамик Разгон в сек. со у = 10 кмічас на скорости дистанцию ѵтіп ; 100 м I 200 м 1 300 м і 400 м 500 м 10,5 10,0 13,45 13,21 19,8 25,6 19,75 25,3 30,6 30,3 35,8 35,0 Экономика Расход топлива в г/км на постоян¬ ную скорость » * о сч 85,0 75,0 <3 У S' 82,0 69,0 98,0 78,0 0,8 . 1,8 . а о о «3 * О \О Таблица 6 Давление в баллоне в атм. Динамика Экономика V ѵтах 1 I I V • min i Разгон в сек. со скорости V = 10 кмічас на дистанцию Расход топлива в г/км на постоян¬ ную скорость 100 м 200 м 300 м 1 1 400 м і ? 500 м 1 40 км/час 60 км/час 1,25 .... 2,25 ... 2,25 .... J 83,6 85,4 88,9 9,84 10,4 10,8 13,0 13,0 12,7 1 19,5 19.5 18,8 24,45 24,45 24,4 30,4 30,4 29,2 1 35,55 35,55 34,2 78,0 64,0 62,0 1 81,0 70,0 68,0 88,5 82,0 79,5 различных факторов на о влиянии выше Резюмируя все сказанное динамику и экономику автомобиля, можно сказать, что в результате их совместного влияния, при котором вероятность невыгодного сочета¬ ния (с одним знаком) весьма мала, можно полагать, что при соблюдении соответствующих правил методики возможны следующие отклонения в замерах отдельных измерителей от действительной величины, по скоростям 3%, по разгону О,5»/о. по расходу топлива 4»/,. 203
ОГЛАВЛЕНИЕ Стр. I Конструкция и расчет механизмов Инж. М. И. Лысов — Расчет осей автомобиля на инерционные силы . . 5 Инж.-мех. И. С. Пых та ре в — Расчет конических шестерен со спираль¬ ными зубьями 25 Доц. А. Д. Невский — Новый способ определения касательных инер¬ ционных усилий в автодвигателях 34 Доц. И. И. Ковляіиенко — Определение степени сжатия поршневых машин по индикаторным диаграммам 40 И. Любарский — Применение построения Cormack’a для исследования автомобильных планетарных передач 49 Инж.-мех. А. М. Лаврентьев — Расчет маховика автомобильного дви¬ гателя 66 Инж. С. А. Лаптев — Современные легковые автомобили в США ... 73 Инж. А. Б. — Проблема автоматических прогрессивных коробок передач . 99 II Динамика и испытание автомобилей Инж. Б. М. Курепин — Лабораторные испытания воздухоочистителей для автотракторных двигателей 109 Инж. Б. Ф. Конев — Исследование работы воздухоочистителей промыш¬ ленного типа для автомобилей ГАЗ и ЗИС-5 127 Инж. Г. В. Замелев — Динамические качества грузовых автомобилей с регуляторами 155 Инж. Н. И. Груздев и инж. И. В. Никитин — Динамика колесных и гусеничных машин при движении по неровной поверхности . . . 173 Инж. П. И. Морозов — Устойчивость танка на косогоре 183 Инж.-мех. Г. Г. Токарев — Влияние некоторых факторов на результаты дорожных испытаний автомобиля 191