Решения ноябрьского Пленума ЦН КПСС — наша боевая программаНЕРЕШЕННЫЕ ЗАДАЧИ АВТОМОБИЛЬНОЙ НАУКИГ. ЗИМЕЛЕВ, генерал-майор инженерно-технической службы, заслуженный деятель науки и техникиНаука, конструкторская мысль — движущие силы технического прогресса, который имеет важнейшее значение для создания материально-технической базы ком ­ мунизма. Говоря об этом на ноябрьском Пленуме ЦК КПСС, товарищ Н. С. Хрущев лодчеркивал, что наука и производство взаимосвязаны, дополняют и оплодотворяют друг друга. Развитие автомобильного дела в нашей стране убеждает в справедливости этих слов. Дальнейший его прогресс немыслим без широкого внедрения достижений автомобильной науки в производство. В свою очередь и она не может успешно двигаться вперед, не опираясь на производственный опыт автомобилестроителей и автотранспортников. Научные исследования в данной области весьма многообразны и по своим направлениям и по характеру — от изучения сложных термодинамических и физико-химических процессов в двигателе до установления наиболее целесообразной формы путевого листа, от разработки отвлеченных теоретических методов, практическая потребность в которыхможет возникнуть лишь в последующем, до решения конкретных первостепенных задач. В этой статье нам хотелось бы коснуться исследований, связанных с совершенствованием автомобильной техники, в частности подвижного автомобильного транспорта. История техники знает не один пример, когда принятое на определенной ступени развития производительных сил решение на длительный срок предопределяет параметры, конструктивные формы и свойства узла, агрегата, машины. Нередко после того, как производительные силы достигают нового, более высокого уровня, возникшие взаимосвязи начинают тормозить быстрый переход к более рациональным свойствам и формам тех или иных объектов техники. Иногда эти взаимосвязи имеют экономические корни, иногда они обусловлены известной консервативностью производства, особенно массового. Часто же причины указанного «торможения» еще сложнее и преодоление их требует глу-жшштшжштпвые посадочные размеры двигателя, передней вилки и т. д. В то же время у МВ-042 передняя вилка телескопическая. В планах модернизации «Гауи» также намечается устанавливать телескопическую вилку, но свою. Спрашивается, зачем же нужно это делать, если львовская конструкция отлично зарекомендовала себя?Совершенно очевидно, что в мотоциклетной промышленности нужно сосредоточить руководство технической политикой в одних руках. По-видимому, эти функции следует возложить на Центральное конструкторско-экспериментальное бюро мотоциклостроения. Оно должно следить за тем, чтобы в планах конструкторских отделов заводов не было параллелизма, чтобы они не брались за одни и те же темы. При утверждении технических заданий на проектирование новых изделий ЦКЭБ обязано своевременно давать заводам рекомендации, по какому направлению должна развиваться конструкция машины и какую унификацию с другими изделиями .наиболее целесообразно применить. Работники мотоциклетной промышленности горячо одобряют решения ноябрьского Пленума ЦК КПСС. Лучшим их ответом на заботу партии будет создание более совершенных и дешевых мотоциклов, мотовелосипедов, мопедов и мотороллеров.М-63 «Урал» {унифицированная модель). Унификация сулит большие выгоды в эксплуатации машин. Речь идет прежде всего о быстроизнашивающихся и наиболее часто ремонтируемых узлах и деталях. У мотоциклов М-103 и «Ковровца-175» вполне можно сделать одинаковыми детали передней вилки (втулки, сальники), задней подвески. Особых трудностей это не вызовет, а удобства принесет большие. Следует с той же целью пересмотреть и конструкции двигателей «Ш-50» и «Д-4».Н-750Д (унифицированнаямодель).4 бокого научного анализа, длительных экспериментов и теоретических разработок. Поясним эту мысль на наиболее наглядном примере из области, смежной с автомобильной техникой. луг и некоторые другие сельскохозяйственные орудия на протяжении многих столетий непрерывно совершенствовались, повышалась их производительность, качество обработки почвы,. орудия становились более долговечными и так далее. Однако, один показатель оставался все время неизменным или почти неизменным. С тех пор как человек впряг в плуг быка и лошадь, скорость пахоты определялась скоростью шага этих животных, то есть примерно 3—4 км/час. Даже когда на смену лошади в сельском хозяйстве пришел трактор, скорость пахоты выросла весьма незначительно и достигла всего 5—6 км/час. Современные мощные быстроходные тракторы или тягачи, казалось бы, могли обеспечить скорость пахоты в 15, 20, а может быть, и 30 км/час. Однако ограничение ее обусловлено не тяговыми средствами. В течение веков форма плужного лемеха совершенствовалась применительно к климату, почвам и агрикультурным требованиям. Одно оставалось неизменным — скорость, задаваемая «средствами тяги», то есть лошадью. Когда несколько лет тому назад была сделана попытка повысить установившуюся скорость движения при пахоте, то уже при скорости 8—10 км/час оказалось, что поднимаемый отвалом обычного плуга пласт земли разрушался, а структура почвы нарушалась. При еще большей скорости земля становилась совершенно непригодной для последующего посева. Возникли новые требования к проектированию плуга (и других сельскохозяйственных орудий), форме его рабочих органов и их сочетанию. Сельскохозяйственная наука начала уделять этим вопросам необходимое внимание, и нужно думать, что решение задачи скоростной пахоты и повышение скоростей разнообразных сельскохозяйственных орудий уже не за горами. Приведенный пример не имеет непосредственного отношения к области, которую мы рассматриваем, но косвенно он может натолкнуть на подобные «тормозящие», исторически сложившиеся взаимосвязи ив автомобильной технике. овременный автомобиль представляется нам совершенной машиной как в отношении его общей компоновки, так и отдельных узлов и механизмов. Особенно много внимания конструкторы, экспериментаторы и исследователи уделяют совершенствованию автомобильного двигателя. Такой интерес понятен. Именно в этом агрегате происходят сложные процессы превращения химической энергии, заключенной в топливе, в тепловую, а затем — в механическую энергию вращения коленчатого вала; именно в двигателе есть еще немало неиспользованных возможностей. К сожалению, коэффициент полезного действия автомобильного двигателя пока еще чрезвычайно низок. У карбюраторных двигателей при полном открытии дроссельной заслонки он в лучшем случае достигает 25—30 процентов. Иными словами, не менее 70—75 процентов сгорающего в них топлива расходуется бесполезно. В автомобильных дизелях коэффициент полезного действия несколько выше. Но и там большая часть топлива сгорает впустую. Чем же вызвано такое расточительство? Еще в 60-х годах XIX столетия, когда создавались первые тепловые двигатели внутреннего сгорания — к этому классу силовых установок практически относятся асе автомобильные двигатели, — а схеме их рабочего процесса было заложено внутреннее противоречие. Для получения механической энергии требуется дать двигателю тепло, а чтобы обеспечить надежную работу всех механизмов, большую часть его нужно немедленно отводить и рассеивать в атмосферу, то есть буквально «выбрасывать на ветер». И как ни странно, за 100 лет, несмотря на то что много было сделано для совершенствования конструкции двигателя и его отдельных узлов, не удалось отойти от этой «расточительной» схемы рабочего процесса. " Повышение коэффициента полезного действия двигателей имеет очень большое значение, если учесть, что в мире эксплуатируется громадное число автомобилей и ежедневно сжигается до миллиона тонн бензина. Ведь суммарная мощность автомобильных двигателей во много раз превышает мощность всех электрических станций. Вот почему даже незначительное улучшение рабочих процессов в двигателях сулит колоссальную экономию средств и ресурсов в масштабе страны.ПСНаучные исследования в этом направлении, если и ведутся, то в весьма ограниченных масштабах. Между тем уже сейчас задача создания такого преобразователя тепловой энергии, при котором потери тепла были бы сведены к минимуму, весьма актуальна. Обнадеживающие результаты дают проводимые в настоящее время исследования по непосредственному преобразованию тепловой энергии в электрическую без промежуточной механической фазы. Не исключено, что в дальнейшем наука откроет пути преобразования заключенной в том или ином веществе химической энергии непосредственно в механическую, минуя промежуточную тепловую фазу. Если продолжить разговор о потерях тепла, следует в первую очередь обратить внимание на то, как отводится оно от автомобильного двигателя. Для того чтобы предохранить детали кривошипно-шатунного механизма и поступающую в цилиндры смазку от воздействия высокой температуры газов, достигающей в момент вспышки 2000 градусов, были разработаны различные системы охлаждения. Преимущественное распространение, как известно, получило водяное охлаждение. Температура охлаждающей воды, ограничиваемая пределом в 85—90 градусов, предопределила фактическую тепловую напряженность двигателя, а также ряд его параметров и применяемых в конструкции материалов. Правда, при современных закрытых системах водяного охлаждения эти значения увеличиваются, но весьма незначительно. С охлаждающей водой отводится около 35 процентов всего тепла, вносимого в двигатель. Около 25 процентов его уносится отработавшими газами в атмосферу. Если бы удалось хотя бы несколько уменьшить отвод тепла от двигателя, не нарушая его работу, была бы получена огромная экономия топлива. Но в этом случае, очевидно, придется повысить тепловую напряженность, что, в свою очередь, потребует новых материалов для многих деталей и новых высокотемпературных смазок. К той же группе вопросов можно отнести исследования по снижению затрат мощности на приведение в действие ряда вспомогательных механизмов и устройств двигателя. В технической литературе неоднократно подчеркивалось, что, например, на привод вентилятора системы охлаждения расходуется 8—10 процентов (а иногда и больше) максимальной мощности, развиваемой двигателем. Следует отметить, что, вызывая значительную затрат^ энергии, работа вентилятора в наших климатических условиях часто дает отрицательный эффект, ведет, в частности, к переохлаждению двигателя. На практике борются с этим нежелательным явлением, полностью или частично прекращая проход воздуха через радиатор. Вряд ли надо доказывать, что рациональнее автоматически или хотя бы принудительно выключать вентилятор. Многочисленные эксперименты подтвердили это, и нужно полагать, что скоро наши автомобильные двигатели будут снабжены соответствующими приспособлениями. Очевидно, пора уже провести исследования, направленные к снижению затрат мощности на привод и других вспомогательных механизмов и устройств: водяного насоса, компрессора, гидронасоса (на автомобилях с гидроусилителями) и т. п. реди научных работ в области автомобильных двигателей важное значение приобретают и те, что связаны с уменьшением загрязнения воздуха отработавшими газами. В этих газах вследствие неполного сгорания рабочей смеси в цилиндрах двигателя содержится относительно большое количество весьма вредной для человеческого организма окиси углерода (СО). Уже сейчас на основных магистралях крупных городов, особенно в часы «пик» и у светофоров, концентрация СО в воздухе такова, что люди, вынужденные находиться поблизости, часто чувствуют головную боль, тошноту. Жильцам нижних этажей домов, расположенных на улицах с оживленным движением, приходится из-за этого летом даже держать окна закрытыми. В тяжелых, нездоровых условиях находятся регулировщики уличного движения, водители автобусов, троллейбусов, трамваев, такси, не говоря уже о пешеходах. В настоящее время борьбой с загрязнением воздуха отработавшими газами занимаются в меру своих возможностей органы санитарно-эпидемиологического надзора. Думается, что пора в это важное для здоровья миллионов людей дело широко включиться конструкторско-экспериментальным отделам и лабораториям автомобильных и карбюраторных заводов, а также научно-исследовательским институтам. Основная область исследований здесь — улучшение сгора-С5 ния рабочей смеси в цилиндрах, особенно на переходных режимах (разгон, переключение передач и т. п.). Часть этих работ связана с изменением формы камеры сгорания. Полезными- могут оказаться и исследования по дожиганию окиси углерода в выпускном тракте. За рубежом, например, устанавливают дожигатели непосредственно в глушителе. И, конечно, уменьшению содержания вредных примесей в отработавших газах способствуют систематическая регулировка карбюратора, тщательное обслуживание двигателя и умелое вождение автомобиля, в частности полное исключение так называемых «перегазовок» при кратковременных остановках, плавное открытие дроссельной заслонки при трогании с места и т. п. ще в большей мере, чем автомобильные двигатели, «повинны» в загрязнении воздуха двигатели мотоциклов и мотороллеров. Хочется надеяться, что устранением причин неполного сгорания и усиленного дымообразования в них займутся а ближайшее время конструкторы мотоциклетных заводов и работники Центрального конструкторского бюро мотоциклостроения. Кстати, пора провести исследования и по снижению шума мотоциклетных двигателей. Большое число теоретических и экспериментальных работ было посвящено у нас и за рубежом автоматическим передачам. Все же эта проблема еще далека от окончательного решения. Наибольшее применение нашло сочетание гидродинамической передачи, обеспечивающей в заданном диапазоне плавное, бесступенчатое изменение передаточного числа трансмиссии, с двух- или трехступенчатой механической коробкой передач, имеющей обычно автоматическое устройство для переключения. Такие передачи получили название гидромеханических. Применение их существенно облегчает и упрощает труд водителя. Теоретически они должны повышать динамические и экономические качества автомобиля. Однако на практике добиться этого не 4 удается, так как гидродинамические передачи обладают относительно низким коэффициентом полезного действия. Резкое увеличение в последнее десятилетие мощности двигателей американских легковых автомобилей.в известной мере продиктовано стремлением сохранить их высокие динамические качества при внедрении гидромеханических передач. Такие передачи, безусловно, упрощают управление машиной, однако целесообразность их установки на легковых автомобилях (особенно индивидуального пользования) спорна. Вряд ли значительное усложнение конструкции компенсируется облегчением переключения передач, и без того мало утомительным. В то же время для легковых автомобилей общего пользования и грузовых, на которых длительность работы и утомляемость водителей велики, отмеченное выше достоинство гидромеханических и • других автоматических передач приобретает первостепенное значение. Вот почему в нашей стране, где заботе о человеке труда уделяется главное внимание, надо продолжать и форсировать исследования по совершенствованию (при одновременном упрощении конструкции) гидромеханических и созданию других надежно действующих и экономичных автоматических передач.Еного веса автомобиля, кроме того, улучшит и ряд его эксплуатационно-технических показателей. Настало время наряду с эпизодическими играми по уменьшению веса отдельных деталей провести большие комплексные исследования по этой проблеме в целом. Они должны включать разработку расчетных и эксплуатационных методов оценки прочности и износостойкости деталей, предусматривать широкое внедрение в конструкции автомобилей синтетических материалов и легких сплавов. Любые средства, затраченные на подобные исследования, будут в короткий срок возмещены. В Советском Союзе быстро развивается сеть автомобильных дорог с твердым покрытием, но полностью удовлетворить потребность в них, учитывая огромные просторы страны, удастся еще не скоро. В связи с этим приобретает важное значение проходимость, или, как сейчас говорят, вездеходиость автомобиля. Она достигается либо путем установки тех или иных приспособлений, например целей противоскольжения, шин специального профиля, либо за счет особой конструктивной схемы автомобиля (привод на все колеса, увеличение числа осей, применение колес очень большого диаметра и т. п.). Оба эти способа, если осуществлять их «на глаз», по изобретательской интуиции, положительных результатов почти никогда не дают. Здесь требуются тщательные исследования, как теоретические, так и экспериментальные. Цель их — изучение взаимодействия колеса с грунтом и снегом, влияния на это взаимодействие параметров шины (ее размеров, формы, давления воздуха), распределения веса по осям, оценка влияния на вездеходиость автомобиля запаса мощности, конструкций трансмиссии, подвески и т. д. заключение несколько слов о работах, почти еще не затронутых научной и исследовательской мыслью. Речь идет о таких конструктивных решениях, при которых необходимость в уходе за автомобилем, его узлами и агрегатами или полностью отпадет, или будет сведена к минимуму. В настоящее время объем технического обслуживания при эксплуатации автомобиля" чрезмерно велик. Выполнение ряда работ связано с большой затратой сил, с известными неудобствами. Затруднен доступ к отдельным узлам и, чтобы обслужить автомобиль, приходится залезать под него, так как не во всех гаражах имеются осмотровые канавы. Иногда кажется, что конструкторы, совершенствуя машины, не задумываются над тем, какие заботы возникают у водителя при их эксплуатации, особенно за городом, в сельской местности. Недавно одна из французских автомобильных фирм выпустила автомобиль с герметически запаянной системой охлаждения. На заводе в нее заливают незамерзающую жидкость. Благодаря этому за весь срок службы автомобиля не требуется никакого ухода по системе охлаждения, ни ее промывки, ни долива или замены жидкости. На этой же машине всего четыре точки смазки. Уже в ближайшее время предстоит заменить рабочие пары, требующие консистентной смазки, самосмазывающимися поверхностями из синтетических материалов. Должны быть разработаны всесезонные смазки для всех агрегатов, включая двигатель, со сроком замены через 50 тыс. км пробега, а в дальнейшем — вообще не нуждающиеся в замене, пока эксплуатируется автомобиль. Необходимо создать такие крепежные устройства, которые не требовали бы периодической подтяжки. Хотелось бы, чтобы все зазоры регулировались в процессе работы автоматически. Высказанные выше соображения об основных направлениях научных исследований в области автомобильной техники отнюдь не являются исчерпывающими. Было бы полезно продолжить на страницах журнала этот разговор. Желательно, чтобы работники научно-исследовательских институтов и вузов рассказали о том, над чем они трудятся сейчас, о законченных и подлежащих внедрению исследованиях. Можно надеяться, что и производственники не останутся в долгу. Очень важно услышать их мнение о задачах, выдвигаемых практикой перед наукой. И, конечно, хотелось бы, чтобы они поделились своим опытом совершенствования автомобильной техники.Вольшие работы ведутся в СССР по улучшению автомобильных шин. Но, на наш взгляд, эти исследования необходимо значительно расширить и углубить. Низкая еще ходимость шин вызывает громадные непроизводительные затраты. А какой ущерб наносят простои автомобилей из-за нехватки покрышек! Строительство новых шиноремонтных заводов, создание покрышек со сменным протектором — конечно, своевременные меры. Думается, однако, что основная задача исследователей и инженеров заключается в резком увеличении — по крайней мере в два раза — срока службы самих протекторов, чтобы и по этому параметру они не уступали лучшим зарубежным образцам. Обращаясь к общим проблемам автомобильной техники, требующим глубокого научного исследования, в первую очередь следует назвать снижение веса автомобилей. За последние годы кое-что сделано в этом отношении, но достижения пока еще незначительны. Вряд ли нужно доказывать, что сокращение расхода металла в автомобилестроении, которое является одним из крупнейших его потребителей в стране, принесет огромную выгоду государству. Снижение собственБЭту статью Г. В. Зимелев написал для журнала «За рулем» незадолго до своей смерти.