Автомобили с ДВС и гибриды: история, настоящее, будущее

Или кто здесь лил в него только бензин c полным пакетом моющих присадок, не дающий желеобразных отложений и лака в топливной системе. И отложений на распылителях форсунок непосредственного впрыска этого мотора, сидящих в камерах сгорания и подвергающихся иному температурному воздействию, чем коллекторные. Тоже почти никто.

От чего снова идут сказки про "проблемные форсунки". Их изготовитель Denso правда так не считает, но спорить не станет. Просто продаст ещё сколько-то новых комплектов в официальный сервисный и афтермаркет каналы вместо загаженных неприемлемым для этого мотора топливом, и всё.


 
Последнее редактирование:

Так это и есть прекрасный пример крайне неудачного мотора. Если у всех конкурентов межсервисный интервал 15, а то и 20 тык или 1 год, то кому нужен двигатель с в 2-3 раза более частым обслуживанием??
У меня, например, нет никакого желания кататься в сервис каждые 4 месяца, не говоря уже про временнЫе и финансовые затраты на этот.
 
Нет неудачных моторов, есть владельцы не читающие инструкции и сервисы-кроильщики. Сейчас 15 тысяч интервал для примерно так в пике отдающих прямовпрысковых бензинов, на очень качественном масле. Попробовали 20 и откатили назад. У них же пиковые показатели на уровне Феррари F50. Мазда была примерно первой, перезакладывалась на самое хреновое масло 5W30 c ILSAC в США.
 
Последнее редактирование:
А с другой стороны, зачем тогда покупать машину с бензиновым турбомотором?
 
Не знаю кто и чего откатил. В Европе, кроме Тойоты, у всех интервал от 20 тык и выше.
Но масло должно быть хорошее: 0W20 или даже 0W16 с соответствующими допусками.

А "пиковые показатели на уровне Феррари F50" - это зачем, вообще??
Мазда сама признала безумие этого мотора и вернулась на нормальные атмосферники.
 
Старшая Мазда, 90-я, в США идёт с 3.3 турбо шестёркой, так как машина не лёгкая и нужна динамика. Гибрид 90-я с атмосферным 2.5, так как там электромоторы добавляют динамики. 70-я американская это 90-я без третьего ряда, моторы у неё те же что и у 90-й.

На более мелких 50/5/30/3-х стоит 2.5 турбо четверка. Атмосферный 2.5 стоит на младших версиях этих машин, так как он в производстве дешевле, и предназначен для тех кому не нужна динамика.

На Миате весом в 1,060-1,090 кг стоит атмосферный 2.0, потому что одну тонну таскать, его хватает.
 
Последнее редактирование:
Ivan Pirog, предположу, что каждый выбирает себе по бюджету. У меня есть товарищ который покупает исключительно рейндж роверы, меняет их раз в год, а на вопрос почему не попробовать лексус LX , он отвечает, что ему нет необходимости увидев г..о на улице, пробовать его на вкус, чтобы убедиться в этом. У каждого свой взгляд.
 

Это вопрос не только бюджета, в большей степени - назначения автомобиля. Для езды с водителем внутри МКАД Рейнж - прекрасный автомобиль, при наличии второго такого же в гараже на случай ремонта первого.
А вот на зимнике где-нибудь под Архангельском при -30 на улице, любой вменяемый человек выберет Лексус, а не Рейнж.
 
Конструкторы оценивают нагруженность мотора по двум параметрам, среднему давлению в цилиндре и средней скорости поршня, bmep и mean piston speed, на оборотах максимальной мощности, и берут их произведение, как обобщающий параметр.

Турбо-Мазды разных поколений ниже. Феррари F40 конца 80-дана как точка отсчёта (полу)дорожной турбомашины.

Ferarri F40 2.9V8 Biturbo 480PS@7,000 (44 kW/cyl)
20.5 Bar x 16.2 m/s = 332

Mazda CX-50 2.5L4 Turbo 260PS@5,000 (48 kW/cyl)
18.6 Bar x 16.7 m/s = 311

Mazda CX-7 2.3L4 Turbo 250PS@5,000 (46 kW/cyl)
19.4 Bar x 15.7 m/s = 305

Mazda CX-90 3.3L6 Turbo 340PS@5,000 (42 kW/cyl)
18.2 Bar x 15.7 m/s = 286

Наиболее легендарные атмосферные хондовки ниже, в сравнении с альфовскими машинами с бытовыми атмосферными 2.5 и 3.2 V6. Альфовская 155 TI из DTM середины 90-х дана как точка отсчёта атмосферной чисто гоночной машины, а феррариевская 355-я из той же середины 90-х как точка отсчёта атмосферной приспортивленной машины, исключительно дорожной.

Alfa 155 2.5V6 DTM 500PS@12,000 (61 kW/cyl)
14.6 Bar x 22.1 m/s = 323

Honda S2000 2.0L4 VTEC 240PS@8,300 (44 kW/cyl)
12.7 Bar x 23.2 m/s = 295

Honda S2000 2.2L4 VTEC 240PS@7,800 (44 kW/cyl)
12.5 Bar x 23.6 m/s = 295

Honda Accord 2.2L4 VTEC 212PS@7,200 (39 kW/cyl)
12.0 Bar x 21.8 m/s = 262

Ferarri F355 3.5V8 380PS@8,250 (35 kW/cyl)
11.6 Bar x 21.2 m/s = 246

Honda Civic 1.6L4 VTEC 160PS@7,600 (29 kW/cyl)
11.6 Bar x 19.6 m/s = 227

Honda NSX 3.0V6 VTEC 270PS@7,300 (33 kW/cyl)
10.9 Bar x 19.0 m/s = 207

Honda NSX 3.2V6 VTEC 280PS@7,300 (34 kW/cyl)
10.6 Bar x 19.0 m/s = 201

Alfa 156 3.2V6 250PS@6,200 (31 kW/cyl)
11.2 Bar x 16.1 m/s = 180

Alfa 156 2.5V6 192PS@6,200 (24 kW/cyl)
10.9 Bar x 14.1 m/s = 154
 
Последнее редактирование:

Не только они.

Например M3 E30 была выпущена как омологатор для создания гоночной машины, а M3 E36 уже как машина исключительно для зарабатывания денег.

Что характерно, S14B23 для Е30 был выполнен со 100-мм межцилиндровым расстоянием старших рядных шестёрок больших машин. Это позволяло, для бытовых моторов, оставив 8 мм на межцилиндровую перемычку, закладывать диаметры цилиндра вплоть до 92 мм. При таком диаметре и ходе поршня в 88 мм у конструкторов выходила верхняя шестёрка объёмом в 3.43 литра. Её отношение диаметр/ход равно 1.05, у менее объёмных версий оно было ещё больше: моторы фирмы тех лет были oversquare, это было заложено в их конструкцию.

Для S14B23 диаметр цилиндра был выбран равным 93.4 мм, а ход 84 мм, отношение диаметр/ход равно 1.11. Диаметр в 93.4 мм позволил разработчикам поставить большие клапана, и улучшить прокачиваемость головки. Ход в 84 мм дал среднюю скорость поршня, равную 18.9 м/с. Не так и мало, но не так и много, поэтому не надо городить сверхпрочные шатуны, и ниже нагрузка на шатунные вкладыши. Межцилиндровая перемычка при этом сокращалась до 6.6 мм, цельный чугунный блок это позволял.

Максимальная мощность развивается им на 6,750 оборотах, ещё бытовых. Мотор простой по конструкции, и не сильно нагруженный для приспортивленного, в силу выбранной схемы построения цилиндра. Из-за всех этих факторов, отказоустойчивый.

BMW M3 E30 ’1986
2.3L4 195PS@6,750 (36 kW/cyl)
11.1 Bar x 18.9 m/s = 210

BMW M3 E30 ’1988
2.3L4 215PS@6,750 (40 kW/cyl)
12.2 Bar x 18.9 m/s = 230



Он толково сделан: не самый теплопроводный и лёгкий, но очень жёсткий чугунный блок закрытого типа, кованый азотированный коленвал с большим диаметром шеек, при этом с не очень и размерными противовесами, широкий и ёмкий картер, жёсткая, но лёгкая алюминиевая 4-клапанная головка, большие впускные клапаны с прямым приводом распредвалами, поцилиндровые дроссельные заслонки, и выпускной коллектор по схеме "два по 2 в 1".



Вот только он не пересекался с их бытовыми моторами, поэтому был дорог в производстве. Ну и до трёх тысяч оборотов он довольно пустой, поскольку с такими верховыми распредвалами, но без вариатора фаз, годный низ, важный в быту, с маленьким рабочим объёмом не получить.
 
Последнее редактирование:
На примере S14B23 выпуска 1986-го года глянем, что же задаёт пресловутую "надёжность".

Чугунный блок мотора, с внешними ребрами жёсткости, массой 33 кг.



Он здесь deep skirt типа, с заглублением опор коленвала, ради большей общей жёсткости, и сопротивляемости изгибанию. Всего опор пять. Переходы корпусов опор на стенки блока выполнены красиво, они тонкие и жёсткие одновременно. Так же выполнены и крышки.



Шатуны, они здесь литые, чугунные, массой 675 грамм каждый, а не более прочные кованые, и не более лёгкие и прочные стальные. Видно, что расчёт конструкторов был на сравнительно небольшие скорости вращения коленвала чисто дорожной машины.

Алюминиевые поршни от Mahle с достаточно длинной юбкой, со значительными межкольцевыми зазорами, и с довольно массивными штифтами, весят по 475 грамм каждый, плюс 120 штифт. А всё это потому что снижение их массы тоже не было целью конструкторов, ровно по той же причине, создания чисто дорожного мотора. Они поэтому же литые, а не более теплопроводящие и прочные кованые.



Межцилиндровая перемычка в 6.6 мм для приспортивленного дорожного мотора с чугунным блоком оставлена достаточно большой.



Закрытый, или closed desk тип блока даёт нужную жёсткость и сопротивляемость изгибу, что снижает не только отклонения коленвала и цилиндров от конструктивно заданных осей, но и резонансные явления, и в конечном счёте уровень шума.



Коленвал здесь чугунный, кованый, с упрочнением азотированием, с достаточно небольшими по размеру противовесами для снижения инерции, и нагрузок. При этом они достаточно размерные, чтобы придать ему нужную жёсткость, и отсутствие изгиба на оборотах. Его масса, 20 кг.

Диаметр шеек, 55 мм коренных и 48 шатунных, что довольно немало. Этот факт, как и тип поршневых колец, а также повышенный диаметр цилиндров, и размер клапанов головки, указывает на мотор оптимизированный под повышенную отдачу, и стойкость к повышенным нагрузкам, в ущерб некоторому увеличению снижению внутреннего трения, и в конечном итоге расхода топлива.

В моторах изначально сконструированных под максимальную топливную экономию всё наоборот, их можно по этому ряду параметров очень быстро вычислить.




Масляный картер имеет глубокую нижнюю секцию, шноркеля маслонасоса, чтобы по возможности устранить вероятность масляного голодания при кренах, разгоне и торможении. Она к тому же довольно широкая, чтобы лучше охлаждать масло под нагрузкой. Привод маслонасоса осуществляется однорядной цепью.


 
Последнее редактирование:
Привод распредвалов - двухрядной цепью, массой 940 грамм.

Что немало, существующая однорядная для него легче, 500 граммов, это снижает инерцию, да и внутреннее трение тоже. А зубчатый ремень ещё легче, 200 граммов, это ещё сильнее снижает инерцию. И привод с ним тише. Но требование экономии средств и увеличения сервисных интервалов до такой величины, чтобы это не затронуло первого владельца, вызывает к жизни двухрядную цепную конструкцию.



Алюминиевая головка состоит из трёх отливок - нижней основной с портами, камерами сгорания, и клапанной системой, и каналами охлаждения, верхней для размещения толкателей клапанов, и опорной рамы для распредвалов, и, собственно, клапанной крышки.

Так дороже и сложнее в сборке, и сделано это для того, чтобы использовать для наиболее теплонагруженной нижней её части наилучший по теплопроводности и стойкости сплав (из-за требования теплопроводности и теплоотведения головки и стали в своё время из чугунных алюминиевыми). И использовать процесс литья, дающий максимальную прочность и минимальную пористость, при этом высокое качество поверхности выпускных трактов. А верхнюю часть выполнить наиболее лёгкой, при сохранении нужной жёсткости, для удовлетворения всем этим условиям она и выполнена отдельной.

Установленная нижняя часть.




Установленная верхняя часть.

Видно что толкатели идут с регулировкой зазоров внутренними шайбами. Максимально возможную площадь толкателей задаёт межцилиндровое расстояние. Здесь оно приличное, 100 мм, поэтому можно было было сделать их довольно немаленькими, установив желаемое количество крышек распредвалов.



Установленные распредвалы.

Размер толкателей позволил сделать их кулачки довольно широкими, что снизило нагрузку в пятне их контакта, и требование к материалу распредвалов, здесь это чугун. Поэтому же их получилось сделать довольно острыми, это как и наименее инерционный непосредственный привод кулачками толкателей ещё одна примета двигателя, оптимизированного под отдачу в сочетании с отказоустойчивостью, а не под максимальное снижение внутреннего трения и топливную экономию. Их крышек пять на распредвал, что позволяет снизить изгиб распредвалов на оборотах и отклонение от заданной оси до минимума.




Собранный двигатель.

Видно что он содержит абсолютный минимум пластиковых компонент, и в том числе поэтому является долговечным и более отказоустойчивым, чем пошедшие с конца 90-х, в которых их полно, особенно в верхней части. Сделали это тогда по требованиям снижения шума от клапанной системы, и снижения массы, но потом проявились и негативные последствия.

 
Выхлопная система у двигателя типа "два по 2 в 1", ради использования резонансного эффекта, для лучшего очищения цилиндров от отработанных газов, и в конечном итоге роста отдачи. Также можно отметить совсем ещё небольшой подрамник для его крепления.



Мотор и 5-ступенчатая механика от Getrag перед установкой в автомобиль.



Впускная система высокоэффективная, с поцилиндровыми дроссельными заслонками.

Я упоминал что они (как и индивидуальные заслонки поцилиндровых карбюраторов ранее) препятствуют вредному перетоку выхлопных газов в общий впускной коллектор впрыскового мотора на низких и средних оборотах, со снижением отдачи на них, нестабильным холостым оборотам, и повышенным выбросам, при использовании распредвалов с высоким перекрытием фаз. Распредвалов, которые в свою очередь позволяют добиться полезной продувки цилиндра на высоких оборотах, при вовлечении уходящими газами входящего в цилиндры воздуха, и поэтому его повышенного наполнения, и большей пиковой отдачи.



По сути, такое решение частично заменяет отсутствующий здесь вариатор фаз, поворотом одного из распредвалов практически обнуляющий перекрытие на низких и средних оборотах, при при использовании "мощностных" распредвалов с высоким перекрытием фаз.

Обратная сторона, повышенная стоимость узла поцилиндровых дроссельных заслонок. Вариатор дешевле, и для бытового мотора более эффективен для решения задачи совмещения высокой пиковой и низовой отдачи, при стабильности холостых и малой величине выбросов. Но, его наличие всегда привносит инерцию, к тому же снижает отказоустойчивость.

 
Контролирует двигатель ранний Motronic ML от Боша, уже с цифровым управлением и работой по хранимым в его памяти картам, но по современным меркам крайне медленный и архаичный.

Поэтому и зажигание здесь ещё с механическим распределителем, он есть на фото, сидит под крышкой, и высоковольтными проводами. А не более отказоустойчивое без него, и с индивидуальными катушками над свечами, появившееся у Боша в начале 90-х.



Motronic-у в этой реализации добавили опцию работы с узлом поцилиндровых дроссельных заслонок, вместо его стандартной единой, на фото ниже видно что тросовых приводов заслонок здесь два, из салона, и от узла электропривода Motronic-а.

Также эта реализация содержит ранний механический измеритель количества воздуха типа "дверца", довольно громоздкий, он виден на фото, который привносит вредное сопротивление во впускной тракт. У Боша тогда ещё не было более компактной и вносящей гораздо меньшее сопротивление плёночной версии, она тоже появится в 90-х.



Четвёрка установлена прямо над передней осью, что в отличие от опционального для массовой версии машины рядного 6-цилиндрового мотора даёт лучшее продольное распределение массы, как и снижение общей. Она к тому же положена на бок, для снижения линии капота, что нужно для улучшения обтекаемости, и улучшения обзорности, особенно учитывая длинную опциональную рядную 6-ку. А также, для снижения центра масс машины.

 
Последнее редактирование:
Отсюда, что делает S14B23 повышенно отказоустойчивым: принятые конструктивные решения в первую очередь, их простота, во вторую, ну и отсутствие чрезмерной экономии денег при постановке его в ограниченную серию.

То, что журналисты внушили людям, что "форсированные" моторы навроде этого имеют меньший "ресурс", это глупость. Наоборот, они сделаны "крепче", чтобы выдерживать долговременную эксплуатацию в мощностном режиме без отказов. Их обычно так и эксплуатируют, отсюда и повышенная выработка в пересчете на километр пробега.

С другой стороны, на топливе нужной спецификации, с маслом нужной спецификации и уровня, без критических утечек по какой-либо причине охлаждающей жидкости, этот двигатель в режиме оборотов и нагрузок "я водитель Тойоты" прослужит дольше, чем бытовой мотор Тойоты.
 
Последнее редактирование:
В основном для компоновки. Справа только выпускные трубы, туда и наклонили. А слева громоздкое впускное устройство, которому нужно много места.
 
Touring, а с чем связан отказ от схемы V10 в подобных машинах?
V8 и V12 используются до сих пор, а V10 поэксперементировали и забыли
 
Для объяснения нужно перечислить преимущества и недостатки всех V-схем, и начать с самых малых по числу цилиндров.

Популярный V6, это фактически две рядных 3-ки на одном коленвале, с их хорошим вторичным балансом, поэтому отсутствием неприятных резонансов, или boom, передающихся на кузов. Но с не лучшим первичным балансом, или rocking couple, заметной тряской вверх-вниз по длине мотора. К тому же у рядной тройки слишком мало цилиндров, что вызывает временную неравномерность крутящего момента, довольно ярко ощутимую, поэтому они и не популярны среди конструкторов. Но когда цилиндров уже шесть, как в случае V6, последний вопрос само собой снимается.

Тряску в случае V6 убирают несколькими различными методами: либо внедрением отдельного балансирующего вала, но это всегда увеличивает инерционность и сложность, поэтому снижает качество реакции и отказоустойчивость, либо балансировкой увеличенными крайними противостоящими противовесами коленвала, но это увеличивает инерционность, и качество реакции. Либо, балансировкой маховиком и шкивом привода агрегатов со смещёнными центрами масс, это лучший метод, но он увеличивает сложность сборки и настройки мотора.

Чтобы иметь с таким четырёхтактным V6 равномерный интервал поджига, требующийся обеспечения для плавности работы, нужно выполнить развал его рядов цилиндров равным 720/6=120 градусам. Но V6 с таким развалом, хотя и даёт приятное снижение центра масс, слишком широк, и требует большого пространства для его размещения. Поэтому, почти никем не применятся, кроме Феррари на среднемоторных машинах, где оно банально есть.

Альтернативно, развал выполняют равным 90 или 60 градусам, с разделением пар шатунных шеек и доворотом вторых по отношению к первым, на 30 и 60 градусов соответственно, чтобы обеспечить равномерность интервала поджига.

Развал в 60 градусов даёт высокую компактность не только по длине, как у рядной 3-ки, но и по ширине. Но, поэтому же, с ним нет заметного снижения центра масс по отношению к ряднику, которое есть с развалом в 90 градусов. Однако, с развалом в 90 ниже компактность по ширине. Здесь уже выбирают, что важнее, снижение центра масс, или ширины.

Да, у V6 теоретически наиболее жёсткий и лёгкий коленвал из всех V-схем, потому что он по длине как у рядной 3-ки. Но вот доворот шеек снижает эту жёсткость, особенно существенно в случае развала в 60 градусов и доворота вторых шеек на те же 60, так как совместного сечения пар шеек коленвала остаётся только на 30 градусов. Принятие компенсирующих потерю жёсткости мер, например введения в в местах доворота дополнительных объединяющих противовесов, удлиняет и несколько утяжеляет и коленвал, и двигатель. Из плюсов, решение это технически простое, и эффективно устраняет проблему снижения жёсткости.
 
Последнее редактирование: