РАБОЧИЙ ОБЪЕМ И ЭФФЕКТИВНОСТЬ ТЕПЛОИСПОЛЬЗОВАНИЯ ДВИГАТЕЛЯ

Во времена распространенности крупногабаритных автомобилей и доступности дешевого топлива в США и многих других странах для выбора предлагались различные двигатели: от больших V-образных восьмицилиндровых до меньших по размеру шестицилиндровых двигателей, величина отношения рабочего объема двигателя к массе автомобиля при этом принимала значения от 180 дюйм3/т (2,95 л/т) до 160 дюйм3/т (2,62 л/т). В тех случаях, когда топливная экономичность для покупателей была важнее мощности, выбирались меньшие по размеру двигатели. С уменьшением габаритов автомобилей, последовавшим за начавшимся в 1970-х годах нефтяным кризисом, когда особое значение стало придаваться высокой топливной экономичности, и средняя масса автомобиля и значение отношения рабочего объема двигателя к массе значительно уменьшились.

Отношения рабочего объема двигателя к массе автомобиля для двигателей без наддува были доведены до уровня, близкого 100дюйм3/т (1,64 л/т), т. е. до предела, после которого дальней шее понижение уже не повышает топливную экономичность, а лиш приводит к ухудшению показателей двигателя и уменьшена его мощности.

Для минимизации потерь в двигателе, включая потери теплоты в цикле, потери при впуске, насосные потери и потери на механическое трение, предпочтительнее более высокие значения среднего эффективного давления и меньшая частота вращения коленчатого вала. При этом не только повышается термодинамический КПД двигателя, но и значительно уменьшаются насосные потери при дросселировании. При меньшей частоте вращения коленчатого вала минимизируются потери в двигателе на трение в подшипниках, трение поршней в цилиндрах, в клапанном механизме и в масляном насосе. Потери на работу вентилятора охлаждения, генератора и других вспомогательных механизмов и систем также уменьшаются. В реальных двигателях, однако, при полностью или почти полностью открытой дроссельной заслонке осуществляется обогащение топливовоздушной смеси, с тем чтобы двигатель мог развить максимальную мощность и для повышения чувствительности двигателя к положению дроссельной заслонки. В карбюраторных двигателях обогащение смеси регулируется степенью разрежения во впускном трубопроводе и ускорительным насосом, управляемым педалью газа.

Для достижения наилучшей топливной экономичности объем двигателя должен быть подобран таким, чтобы на заданном ездовом цикле можно было избежать или минимизировать увеличение мощности за счет обогащения топливной смеси. В этих условиях особенно важна роль трансмиссии для обеспечения оптимальных передаточных чисел и возможности такого переключения передач которое дает наилучшее с точки зрения удельного расхода топлива сочетание частоты вращения коленчатого вала двигателя и величины крутящего момента.