Уже Готтлиб Даймлер занимался наддувом своих двигателей. Описание его патента DRP 34926, датируемого 1885 г., начиналось следующими фразами:
«У этого двигателя находят применение заряды смеси, большие по количеству и менее загрязненные продуктами сгорания, чем было обычно до сих пор. Это достигается тем, что в камере сгорания, в которой только на каждый второй такт осуществляется наполнение и сгорание, посредством насоса, расположенного на другой стороне цилиндра, к верхнему основному заряду на каждый такт припрессовывается соответственно заряд смеси или воздуха».
Из рис. 2.1 и подробного патентного описания следует, что в картере тронкового четырехтактного двигателя располагались дисковые маховики и что — подобно тому, как у двухтактных двигателей с продувочным насосом в картере — при движении поршня вверх воздух или смесь должны засасываться в картер. Эта смесь подается под давлением в цилиндр двигателя при каждом обороте коленчатого вала, т. е. дважды в течение одного рабочего цикла, через находящийся в поршне клапан, который открывается вблизи нижней мертвой точки (н. м. т.).
Таким образом, речь идет о тройном процессе наполнения:
1) после расширения в рабочем цилиндре осуществляется вытеснение заряда с началом такта выпуска;
2) нормальное всасывание;
3) дозарядка из картера в конце такта впуска.
Говоря об этом кажущемся сегодня несколько странным способе дозарядки или наддува, необходимо принимать во внимание, что Готтлиб Даймлер намеревался повысить частоту вращения со 150—160 об/мин (частота вращения, которую имели в то время стационарные газовые двигатели) до 500—800 об/мин для своих автомобильных двигателей. Из-за слишком малых размеров впускного клапана двигатели при более высокой частоте вращения получали недостаточное количество воздуха или смеси. Благодаря применению описанного выше способа наддува предполагалось компенсировать плохой коэффициент наполнения. Сдвоенный двигатель Даймлера, первый У-образный двигатель, сконструированный Вильгельмом Майбахом, также был оснащен наддувом этого типа — см. рис. 2.2 [2.1].
Около десяти двигателей имели конструкцию, изображенную на рис. 2.2. Можно предположить, чтоувеличение мощности, достигнутое путем применения этого способа наддува, было небольшим. Сам Даймлер вскоре прекратил этим заниматься. Можно предположить, что конструкция с клапаном в поршне также вызвала затруднения.
Эти неудачи послужили основанием к тому, что попытки наддува автомобильных двигателей на фирме «Даймлер» были возобновлены только после первой мировой войны, когда полученный во время войны опыт механического наддува авиационных двигателей был перенесен на двигатели для гоночных, а позднее и спортивных автомобилей [2.2].
В 1921 г. первые гоночные моторы с «компрессором» были применены на автомобильных гонках. Слово «компрессор» имело различное значение для автомобильных карбюраторных двигателей и для дизелей. Применительно к автомобильному двигателю это означало «нагнетатель», а к дизелю — «воздушный компрессор для распыливания топлива». Используя опыт применения двигателей на гоночных автомобилях, компрессорными двигателями стали оснащаться и туристские автомобили (рис. 2.3). В этом случае компрессор (нагнетатель) типа Рут с вертикальным валом приводится в движение от коленчатого вала через соединительную муфту и редуктор.
Мощность, получаемая при помощи наддува, использовалась не как длительная мощность, а только как кратковременная максимальная (пиковая) мощность при высоких скоростях автомобиля и на подъемах. Компрессор включался полным нажатием на педаль газа, на которую при неиспользовании компрессора можно было нажимать лишь до половины. Из-за опасности возникновения детонации при наддуве можно было включать компрессор только при высокой частоте вращения двигателя.
|