Различия между современными и старыми автомобильными двигателями

Двигатели автомобилей прошли долгий путь с самого начала, но что, если что-то и изменилось? Вы когда-нибудь задумывались, в чем разница между старыми и новыми двигателями внутреннего сгорания автомобилей, изменился ли каталог запчастей? Как оказалось, довольно много. Несмотря на то, что базовая концепция осталась относительно неизменной, современные автомобили со временем претерпели ряд усовершенствований. Здесь мы остановимся на 4 наиболее интересных примерах.

В чем разница между старыми и новыми автомобилями?

Основные принципы самых первых автомобилей используются и сегодня. Одно из главных различий состоит в том, что современные автомобили развивались в результате давления, направленного на повышение мощности двигателей и, в конечном счете, их топливной экономичности. Частично это было вызвано давлением рынка со стороны потребителей, а также более значительными рыночными силами, такими как цена на нефть с течением времени, а также государственной налоговой политикой и другими регуляторными факторами.

Но, прежде чем перейти к «нитти-гритти», было бы полезно изучить, как функционирует двигатель внутреннего сгорания. Двигатель внутреннего сгорания, по сути, берет источник топлива, такой как бензин, смешивает его с воздухом, сжимает и воспламеняет. Это вызывает серию небольших взрывов (отсюда и термин «двигатель внутреннего сгорания»), которые, в свою очередь, приводят в движение набор поршней вверх и вниз.

Эти поршни крепятся к коленчатому валу, который, поворачивая коленчатый вал, преобразует возвратно-поступательное линейное движение поршней во вращательное. Затем коленчатый вал передает это движение через трансмиссию, которая передает мощность на колеса автомобиля. Интересно, что преобразование возвратно-поступательного движения в вращательное не является чем-то новым. Очень ранний паровой двигатель был разработан Героем Александрии в 1-м веке нашей эры (на фото ниже).

Это устройство использовало пар для вращения маленькой металлической сферы, прикрепленной к оси, путем выпуска пара из пары угловых сопел — или выхлопов — на противоположных сторонах сферы. Хотя Герой никогда не разрабатывал его за пределами этого, это было интересное раннее применение паровой технологии.

Некоторые другие базовые понятия, встречающиеся в автомобильных двигателях, такие как коленчатый вал, также являются очень старыми понятиями. Некоторые данные свидетельствуют о том, что некоторые из первых примеров, возможно, возникли во времена династии Хань, Китай.

Современные автомобили более эффективны, чем старые

Сжигание топлива, как бензина, не особенно эффективно. Из всей потенциальной химической энергии в нем только около 12-30% преобразуется в мощность, которая фактически движет автомобилем. Остальное теряется на холостом ходу, другие паразитные потери, тепло и трение. Для борьбы с этим современные двигатели проделали большой путь, чтобы выжать как можно больше энергии из топлива. Технология прямого впрыска, например, не предусматривает предварительного смешивания топлива и воздуха перед попаданием в цилиндр, как в старых двигателях.

Скорее, топливо впрыскивается непосредственно в цилиндры, что обеспечивает повышение эффективности использования топлива до 12%. Еще одним интересным улучшением в автомобильных двигателях является разработка турбокомпрессоров. В этих устройствах выхлопные газы используются для питания турбины, которая впрыскивает дополнительный воздух (т.е. больше кислорода) в цилиндры для увеличения КПД до 25% (хотя улучшения обычно гораздо скромнее). Однако бывают случаи, когда турбокомпрессоры могут быть хуже обычных всасывающих двигателей.

Переменное время срабатывания клапанов и отключение цилиндров дополнительно повышают эффективность, позволяя двигателю использовать только столько топлива, сколько ему действительно необходимо.

Более мощные автомобильные двигатели

В то время как некоторые могут в это поверить, оказывается, что в среднем современные двигатели не только более эффективны по схожим показателям, но и сравнительно более мощны. Например, Chevrolet Malibu 1983 г. имел 3,8-литровый двигатель V-6, который мог выдавать 110 лошадиных сил. Для сравнения, версия 2005 года имела 2.2-литровый рядный 4-цилиндровый двигатель мощностью 144 лошадиных силы.

Современные автомобильные двигатели намного меньше, чем у старых автомобилей

Этот привод, не предназначенный для каламбуров, для большей эффективности двигателей также со временем уменьшился в размерах. Это не совпадение. Производители автомобилей узнали, что не нужно делать что-то большее, чтобы сделать его более мощным. Все, что вам нужно сделать, это сделать объект работать умнее.

Те же самые технологии, которые делали двигатели более эффективными, имели побочный эффект, делая их меньше. Грузовики Ford серии F — отличный пример. В 2011 г. F-150 выпускался в двух версиях: 3,5-литровый V-6 мощностью 365 лошадиных сил и 5,0-литровый V-8 мощностью 360 лошадиных сил. Однако, следует отметить, что эта же серия имела 6.2-литровый V-8 мощностью 411 лошадиных сил. Но, если говорить относительно, меньший V-6 сопоставим по мощности с обоими V-8, хотя и значительно меньше.

Интересно также отметить, что современные автомобили в целом часто считают более тяжелыми, чем их более старые аналоги. Однако, учитывая, что они также больше по размеру и оснащены большим количеством средств безопасности, средний вес большинства моделей фактически не увеличился на много.