Только за 2009 год мировой парк автотранспортных средств увеличился на 18,65 млн единиц (вырос на 15 %). Свыше четверти из них - 186,75 млн. составляют грузовые автомобили и автобусы всех типов и классов, а насыщенность населения земного шара такими машинами достигла 28,2 автомобиля на тысячу человек [1].
Потребность в двигателях (бензиновых и дизельных) для грузовых автомобилей (в том числе для небольших грузовиков и универсальных автомобилей) охватывает довольно большой диапазон по мощности: от 50 до 500 кВт. Автомобильная промышленность развитых стран Европы вкладывает огромные средства в разработки дизелей и модификации, которых могут использоваться не только для грузовых, но и легковых автомобилей.
Используя данные о выпуске двигателей для грузовых автомобилей наиболее известными зарубежными фирмами Ford Motor, General Motors, Chrysler Corp., Toyota, Nissan, Mitsubishi, Isuzu, Fiat, Mercedes-Benz, Renault, Suzuki, Peugeot-Citroen, Mazda, Volkswagen, Honda и др. [1], проведем статистический анализ их по следующим показателям: полная энерговооруженность автомобиля Nэнп, кВт/т (мощность двигателя в кВт к массе автомобиля с прицепом в тоннах), энерговооруженность Nэн, кВт/т (мощность двигателя в кВт к массе автомобиля в тоннах); рабочий объем iVh, л; литровая мощность двигателя Nл, кВт/л; частота вращения коленчатого вала nн, мин-1, соответствующая номинальной мощности; максимальный эффективный крутящий момент Ме max, Н·м; частота вращения коленчатого вала nMе max, мин-1, соответствующая максимальному крутящему моменту. Анализировались двигатели, которые устанавливаются на следующие классы автомобилей [2]: 1 - автомобили полной массы (собственная масса, снаряжение, заправка, полезная нагрузка с водителем и пассажирами в кабине) до 1,2 т; 2 - свыше 1,2 до 2 т; 3 - свыше 2 до 8 т; 4 - свыше 8 до 14 т; 5 - свыше 14 до 20 т; 6 - свыше 20 до 40 т; 7 - свыше 40 т.
Указанные выше показатели рассматривались нами как непрерывные случайные величины. В табл. 1
и 2 приведены численные характеристики их распределения, где 
, 
, 
, 
, 
, 
, 
- средние статистические значения анализируемых показателей, si и vi - их выборочные средние квадратические отклонения и коэффициенты вариации, Е - размахи распределения.
Анализируя полученные результаты, заметим, что энерговооруженность грузового автомобиля 3-го класса с бензиновым двигателем в 1,9 раза выше, чем с дизелем (практически при одном и том же рабочем объеме двигателя). Однако максимальный крутящий момент бензинового двигателя только в 1,07 больше, чем у дизеля. Это обусловлено тем, что частота вращения коленчатого вала дизеля ниже, чем у бензинового двигателя.
Для грузовых автомобилей 4...7-го классов (поскольку для них используются только дизели) с повышением класса растет средняя статистическая литровая мощность, несмотря на большой разброс по рабочему объему.
1. Основные параметры бензиновых и дизельных двигателей грузовых автомобилей 2-го и 3-го классов
|
Параметры |
Двигатели для автомобилей классов |
||||
|
дизели |
бензиновые |
||||
|
2 |
3 |
2 |
3 |
||
|
Энерговооруженность автомобиля, Nэн, кВт/т |
Sn Vэн E |
28,96 5,76 0,19 16,7...47,6 |
20,77 7,41 0,35 8,1...51,3 |
31,79 10,04 0,32 15,79...34,74 |
39,6 14,08 0,36 11,72...69,31 |
|
Рабочий обьем, iVh, л |
Sh Vh E |
1,823 0,178 0,09 1,2...2,2 |
3,428 1,405 0,41 1,7...8,2 |
1,304 0,349 0,27 0,657...1,998 |
3,896 1,787 0,46 1,486...7,994 |
|
Литровая мощность, Nл, кВт/л |
Sл VNл E |
26,85 4,198 0,16 21,2...34,8 |
25,28 5,621 0,22 14,7...44,7 |
38,27 5,82 0,15 30,88...60,79 |
34,36 5,53 0,16 20,86...48,64 |
|
Частота вращения коленчатого вала, соответствующая номинальной мощности, nн, мин-1 |
Sн Vn н E |
4355,26 630,293 0,14 2500...6000 |
3524,71 651,082 0,18 2200...5000 |
5310 628,34 0,12 3200...6500 |
4611,16 557,19 0,12 2400...6500 |
|
Максимальный крутящий момент, Мк, Н·м |
SM VM E |
129,13 37,097 0,28 71...235 |
289,09 152,234 0,53 107...825 |
107,29 31,65 0,29 51,5...183 |
310,67 140,57 0,45 110...610 |
|
Частота вращения коленчатого вала, соответствующая максимальному крутящему моменту, nMe max, мин-1 |
Sn VnМ E |
2415,79 381,87 0,158 1900...3250 |
1956,71 391,850 0,20 1200...3600 |
3336,88 566,90 0,17 2250...4500 |
2965,88 514,79 0,17 1700...4400 |
2. Основные параметры дизелей для автомобилей 4, 5, 6 и 7-го классов
|
Параметры |
Класс автомобиля |
||||
|
4 |
5 |
6 |
7 |
||
|
Полная энерговооруженность автомобиля, Nэн,п, кВт/т |
SNэнп VNэнп E |
6,47 1,45 0,22 4,07...14,99 |
5,99 1,35 0,22 3,26...11,61 |
5,65 1,45 0,25 1,68...12,31 |
4,58 1,11 0,24 2,25...6,5 |
|
Энерговооруженность автомобиля, Nэн, кВт/т |
Sn Vэн E |
11,7 3,00 0,25 5,8...29,1 |
11,69 3,67 0,31 5,0...28,1 |
9,77 2,92 0,29 4,1...19,7 |
6,94 1,56 0,22 3,3...10,9 |
|
Рабочий обьем iVh, л |
Sh Vh E |
6,336 1,454 0,23 3,3...11,9 |
9,816 3,184 0,32 3,9...19,1 |
11,995 2,761 0,23 5,5...19,7 |
12,030 2,211 0,18 7,3...18,3 |
|
Литровая мощность Nл, кВт/л |
Sл VNл E |
22,05 5,841 0,26 10,7...32,7 |
21,25 6,663 0,31 11,8...33,6 |
21,97 4,143 0,19 8,9...34,0 |
24,05 2,414 0,1 18,0...28,7 |
|
Частота вращения коленчатого вала, соответствующая номинальной мощности, nN, мин-1 |
Sn VnN E |
2540 232,4793 0,09 1800...3500 |
2257 1506,65 0,64 1300...3000 |
2019,23 250,865 0,12 1600...2900 |
1840,18 148,758 0,08 1600...2200 |
|
Максимальный крутящий момент, Мкр, Н·м |
SM VM E |
613,84 176,083 0,12 245...1170 |
1059,05 472,642 0,45 355...2700 |
1538,32 458,837 0,29 412...2700 |
1807,09 358,141 0,2 898...2700 |
|
Частота вращения коленчатого вала при максимальном крутящем моменте, nМк, мин-1 |
Sn VnМ E |
1470,06 173,997 0,12 1200...1900 |
1340,28 195,794 0,15 800...1800 |
1209,05 175,409 0,14 800...1800 |
1096,61 129,085 0,12 900...1600 |
Список литературы
- Мир грузовиков: Автокаталог. - М.: За рулем, 2009.
- Классификация и система обозначения автомобильного подвижного состава, а также его агрегатов и узлов, выпускаемых специализированными предприятиями: Отраслевая нормаль ОН 025 270-66. - М., 1966.