Перспктивы развития скоростных автомобилей в СССР
За последние годы в развитии советских скоростных автомобилей достигнут ряд крупных успехов: установлен ряд мировых рекордов в классах автомобилей до 250 и 350 см³, создан ряд оригинальных моделей гоночных автомобилей различных классов, получены высокие скоростные достижения на серийных легковых автомобилях, приспособленных к спортивным соревнованиям. Дальнейшее развитие советского автомобильного спорта требует создания новых типов спортивных и гоночных автомобилей, отвечающих требованиям проведения массовых соревнований. Наиболее просто может быть решена задача создания малолитражных спортивных и гоночных автомобилей.
В последние годы имеется тенденция непрерывного снижения рабочего объема двигателей и применения для скоростных автомобилей малолитражных двигателей мотоциклетного типа.
Для создания массового спортивного и гоночного автомобилей облегченной конструкции возможность применения двигателей мотоциклетного типа открывает особенно большие перспективы. Поэтому при постройке спортивных и гоночных автомобилей можно ориентироваться не только на заводы автомобильной, но и мотоциклетной промышленности. В настоящее время у нас выпущен и находится в процессе изготовления ряд новых мотоциклетных гоночных двигателей.
Дальнейшее усовершенствование двигателей гоночных мотоциклов и повышение числа оборотов до 7000— 7500 об/мин могут дать увеличение их литровой мощности до 160 л. с./л.
Имеется ряд серьезных достижений и в области постройки мотоциклетных двигателей без нагнетателей.
Двигатель без нагнетателя с рабочим объемом 500 см³ может развивать мощность до 40 л. с., т. е. литровая его мощность может быть доведена до 80 л. с.
Использование мотоциклетных двигателей может привести к созданию двух типов автомобилей:
- спортивного, с двигателем без наддува, мощностью 35—40 л. с.;
- гоночного, имеющего двигатель с наддувом, мощностью 75—80 л. с.
Спортивный автомобиль имеет двухместный открытый кузов и предназначен для участия в шоссейных соревнованиях.
Применение двигателя и коробки передач мотоциклетного типа позволяет упростить конструкцию силового агрегата и расположить его в задней части спортивного автомобиля, сохранив привод на задние колеса.
Конструкция рамы из тонкостенных стальных труб и кузова, имеющего каркас из профилированного дюраля, покрытого тонким алюминиевым листом, допускает значительное снижение веса. При открытом кузове, без обтекателей колес сухой вес такого автомобиля должен составить не более 300 кг, а с учетом веса водителя, топлива, масла и воды — 400 кг.
Площадь лобового сопротивления должна составлять F = 1,1м². Приняв все меры по улучшению обтекаемости, можно допустить коэффициент сопротивления воздуха K = 0,017, тогда фактор KF = 0,017·1,1 = 0,0187, т. е. равен величине, достаточно реальной для легкого спортивного автомобиля.
Приняв ηm = 0,9, давление воздуха в шинах p = 3—3,25 кг/см² и коэффициент сопротивления дороги, остающийся постоянным для данного невысокого диапазона скоростей f = 0,015, можно составить примерный рабочий баланс такого автомобиля, подобрав наиболее рациональное передаточное число главной передачи.
Согласно представленному на рис. 138 примерному рабочему балансу, такой автомобиль сможет достигнуть скорости около 180 км/час. Как показывает поверочный расчет целого ряда скоростных автомобилей, возможная ошибка расчета составляет до 10%. Таким образом, максимальная скорость спортивного автомобиля данного типа может составить не менее 162 км/час, что является вполне достаточным для первой стадии развития автомобилей этого класса.
 Рис. 138. Рабочий баланс малолитражного спортивного автомобиля |
Динамические качества автомобиля определяются также его приемистостью на различном диапазоне скоростей.
График пути и времени разгона для рассматриваемого спортивного автомобиля представлен на рис. 139. При этом предполагается, что автомобиль имеет коробку передач типа М-72 с теми же передаточными числами. Кривые показывают, что автомобиль данного типа будет обладать очень высокой приемистостью, что объясняется прежде всего его малым весом.
 Рис. 139. График пути и времени разгона спортивного малолитражного автомобиля: |
Итак, по своим динамическим качествам рассматриваемый автомобиль может на первое время вполне удовлетворить потребность нашего автомобильного спорта.
Использование готовых агрегатов и деталей позволит значительно удешевить стоимость производства спортивных автомобилей и не потребует дополнительной загрузки автомобильных заводов.
Отдельные недорогие в производстве агрегаты (например, независимая подвеска передних колес, различные типы подвесок задних колес и др.) могут быть изготовлены в различных вариантах и широко исследованы, что принесет значительную пользу автомобильной промышленности.
Гоночный автомобиль имеет одноместный кузов и предназначен для участия в гонках по усовершенствованным дорогам и автодромам. На этом автомобиле предполагается установка двигателя с нагнетателем мощностью 75—80 л. с. и рабочим объемом 500 см³* с соответствующим выбором агрегатов силовой передачи.
Практика гоночного мотоциклостроения показывает, что использование двигателя такой мощности на рекордных мотоциклах не вызывает значительного утяжеления силовой передачи. Широкое применение легких материалов позволит сохранить вес гоночного автомобиля в указанных выше пределах, т. е. полный вес — 400 кг, даже при более сложном кузове с закрытыми колесами.
Для намечаемого автомобиля коэффициент сопротивления воздуха можно принять равным K = 0,015—0,016. Площадь лобового сопротивления при небольших размерах колес должна составить не более F ≤ 1,0 м². Внутреннее давление в шинах для легких гоночных автомобилей р = 3,5—4,0 кг/см².
На основе приведенных параметров (рис. 140) составлен примерный рабочий баланс такого гоночного автомобиля с учетом изменения коэффициента сопротивления дороги (в сторону увеличения) на скорости, превышающей 180 км/час.
 Рис. 140. Рабочий баланс малолитражного дорожно-гоночного автомобиля |
Согласно расчетным данным, скорость гоночного автомобиля этого типа может достигнуть 230 км/час. Делая поправку на возможную ошибку (до 10%), следует предположить, что максимальная скорость автомобиля составит:
Помимо создания скоростных автомобилей «младших» классов, предстоит решить большие задачи в области создания спортивных и гоночных автомобилей «средних» классов (в особенности с рабочим объемом 1100 и 2000 см³) как наиболее близких к серийным легковым автомобилям, выпускаемым нашими заводами.
Заводы автомобильной промышленности заинтересованы в создании спортивных и гоночных автомобилей этих классов, ибо работу над ними можно вести наряду с разработкой перспективных типов легковых автомобилей.
Развитию спортивных автомобилей, выпускаемых на базе стандартных агрегатов, будет способствовать переход на выпуск двигателей с верхними клапанами и выпуск специальных головок с верхними клапанами для установки на обычные двигатели серийных автомобилей.
Значительные трудности при создании специальных спортивных автомобилей на базе стандартных агрегатов встречает необходимость изготовления рамы, так как серийные легковые автомобили имеют безрамную конструкцию с несущим кузовом. Необходимо создать легкую трубчатую раму. Конструкция трубчатого каркаса кузова позволяет использовать такой кузов в качестве несущего для спортивного автомобиля; при этом отсутствует даже передняя полурама для установки агрегатов, расположенных в передней части автомобиля. Эта конструкция позволяет значительно снизить вес автомобиля и в то же время обеспечивает высокую жесткость и прочность.
Форма кузова должна иметь хорошую обтекаемость. Наилучшие результаты по обтекаемости для спортивных автомобилей дают закрытые кузовы. Для некоторых спортивных автомобилей можно применять кузовы открытые, с откидывающимся верхом. Такой тип кузова, помимо простоты изготовления, дает экономию в весе.
На дорожно-гоночные автомобили должны устанавливаться специальные двигатели в основном без нагнетателей. Обладая достаточно высокой литровой мощностью, они более просты по конструкции и надежны в работе. Усовершенствования конструкции, проверенные на этих двигателях, могут оказать серьезное влияние на развитие двигателей серийных автомобилей.
Для дорожно-гоночных автомобилей основным типом кузова на ближайшее время, видимо, останется кузов с открытыми колесами. При выборе кузова учитывается снижение веса и сохранение высокой маневренности, которые имеют существенное значение для автомобилей, участвующих в кольцевых гонках.
Для рекордно-гоночных автомобилей наибольшее развитие намечается по автомобилям «младших» классов с рабочим объемом двигателей до 250, 350 и 500 см³. Особенностью конструкции автомобилей этого типа является возможность установки на одно и то же шасси двигателей с различным рабочим объемом цилиндров. В пределах указанных классов разница в габаритных размерах двигателей не существенна, что обеспечивает возможность унификации их крепления на раме автомобиля.
Большие перспективы открываются в связи с использованием привода на передние и задние колеса автомобиля. При этом можно добиться значительного улучшения использования сцепного веса, величина которого для малолитражных рекордно-гоночных автомобилей при одних задних ведущих колесах весьма незначительна. Наиболее рациональное применение привода на передние и задние колеса осуществляется при установке двух двигателей. Такая установка применялась до сих пор только на рекордно-гоночных автомобилях класса «А», имевших весьма большие габариты, но может применяться и на автомобилях других классов.
Для улучшения приемистости гоночных автомобилей большое значение имеет развитие конструкции бесступенчатых коробок передач. Рациональная конструкция таких коробок передач исключает потери времени на переключение передач и повышает быстроту разгона.
Одновременно с развитием конструкции гоночных автомобилей должны идти работы по усовершенствованию электрооборудования для гоночных автомобилей (путем создания новых типов магнето и свечей с высоким калильным числом), а также по созданию новых гоночных шин.
Усовершенствованные способы производства, внедряемые во всех отраслях нашей промышленности в пятой пятилетке, помогут решению задач, связанных с созданием совершенных типов советских скоростных автомобилей.
* На шасси такого автомобиля может устанавливаться также двигатель с рабочим объемом до 500 см³ без нагнетателя.
| ← Предыдущая страница | оглавление | Следующая страница → |
