Автомобили с ДВС и гибриды: история, настоящее, будущее

[Touring]

Гольф 1 появился в продаже с 1974 года, с 4 ступ КПП, 5 ст появилась позже, как и кондиционер и версия GTI. Тогда уже и Талбот Horizon вышел, как замена симки 1100

Самая технически годная малая машина 70-х, да и на сегодняшний день, это Альфасюд.

Его "папа", австриец Рудольф Хруска, был помощником старика Фердинанда при работе над Typ 1 в Порше, и консультантом на проекте фиатовского 128-го у Данте Джакоза, отсюда и применённые в ней решения. Консультантом на проекте был небезызвестный Карло Кити, экс-человек Феррари, но более известен он как бессменный глава альфовского гоночного подразделения, Аутодельта.

Даже самый базовый Альфасюд с мотором 1.2 и тоже 4-ступкой (только на этой версии, у остальных уже в 72-м году только 5 ступеней) стоимостью в 10.4 тысячи дойчмарок в 79-м был "спортивнее" Гольфа GTI образца 1976-го. В первую очередь потому что у него был крайне низко расположенный оппозит, от Карло Боссаглиа, с которым центр масс существенно ниже.

Тогда ещё с карбюратором, но не простым а двухкамерным.

Передние тормоза на настоянию Хруска были размещены у коробки передач, продольного размещения.

Поэтому масса собиралась к центру машины, и, главное, шло резкое снижение неподрессоренных масс.

Передний Макферсон от Федерико Хоффманна у неё был не простой, а с двумя раздельными рычагами. Значительная длина этих рычагов при большом ходе колеса давала малый ход в точке расположения их сайлентблоков, поэтому ходимость оных.

Была применена схема с отнесённым в кулаке и прилично наклонённым амортизатором, к тому же склоненным к центру машины. Причём установленном вверх ногами, что давало кроме повышенной ходимости небольшую высоту пружин, и их точек опоры, отсюда более низкую линию капота, благоприятную для обзора и обтекаемости. Вместе это давало геометрическую схему вообще без вредного для чистоты реакций на рулевые воздействия плеча обкатки.

Ровно как на самом верхнем Бенце W116 того времени, которую тот реализовал через применение дополнительного верхнего рычага.

В задней подвеске, тоже от Федерико, ради компактности и высвобождения места в багажнике была балка, но не торсионная а гораздо более совершенная, направляемая 5-ю рычагами.

Проём задней двери был небольшим, машина была нотчбэком, её заднее стекло было вклеенным, что давало большую жёсткость на кручение, чем у типичного хэтча, с большим ослабляющим проёмом. Структура кузова, от Альдо Мантовани, партнёра Джуджаро по Италдизайну.

И не тяжёлой, пригодился опыт Федерико Кирико, пришедшего из грузового сегмента, где это было общей практикой, поэтому должное внимание было уделено каждому узлу.

Поэтому, даже самая младшая версия за 10,400 марок, ехала.

При этом компоновочно она была отличной, например в багажник влезали большие чемоданы, что было требованием Хруска.

И аэродинамически толковой, с гладкой передней частью, невысокой линей капота, наклонённым лобовым, ниспадающей линией заднего стекла, и каммовским срезом в задней части, это следствие опыта Хруска и Кити.

Но с подачи продажных и не всегда понимающих в технике британских журналюг, единственная память о ней, которая осталась в массах, это то, что ранние версии чрезмерно быстро гнили. Они же потом разогнали миф о великолепных "горячих" хэтчбеках с вертикальным передним Макферсоном и задней скручивающейся балкой.

 

[Ту-155]

Передние тормоза на настоянию Хруска были размещены у коробки продольного размещения.

А полезно ли это для полуосей на скручивание?

 

[Touring]

А полезно ли это для полуосей на скручивание?

Скорее для шарниров. Вот как рассказывал инженер Кирико.

Тормоза, установленные спереди на Alfasud, были идентичны задним на Alfetta: хорошее решение для снижения неподрессоренных масс, но на практике оно приводило к различным проблемам, таким как перегрев из-за близости к двигателю, и к уменьшению доступного размера суппортов, которые не позволяли обеспечить наилучшее торможение при заданном диаметре тормозного диска.

Эти передние тормоза, установленные внутри, заказал инженер Хруска, который был австрийцем и, следовательно, очень внимательным к немецкой технике. На рынке уже была Audi 80, переднеприводная, с 4-цилиндровым рядным двигателем продольного размещения, на которой передние тормоза были установлены на выходах из коробки передач, чтобы уменьшить неподрессоренные массы, поэтому Хруска подумал, что правильно было бы принять такое же решение.

Однако вскоре наш отдел Сервиса начал сообщать о трещинах в шарнирах, со стороны колес. Немецкий производитель шарнира (Löbro), также являющийся поставщиком Audi, не смог предоставить нам внятных объяснений, пока мы не пришли к выводу, что эта деталь находится под слишком большой нагрузкой, поскольку на нее периодически воздействуют как ведущий, так и тормозной моменты.

По этим причинам на более поздних версиях было решено вынести тормозные механизмы обратно в колёса, несмотря на рост неподрессоренных масс, чтобы больше такого не происходило. У Alfetta также были тормоза на выходе из коробки передач, на задней оси, но шарниры колес этой машины подвергались несравненно меньшим нагрузкам, поскольку не выполняли функций рулевого управления, и данной проблемы не было.

Впоследствии в Alfasud мы также перешли с дисковых на барабанные задние тормоза, в младших версиях, чтобы банально снизить затраты.

 

[Touring]

О технической прозорливости авторов Alfasud.

В начале 80-х кузов машины, разработанной в конце 60-х годов, с достаточно примитивными на тот момент аэро-исследованиями, продули в трубе Пининфарины.

В итоге доводки в ней т. н. вторичной, поэлементной аэродинамики, установили накладки на двери, сглаживающие поток в нижней части боковин кузова, дефлекторы на рамках передних дверей, отводящие его от верхней части боковин, от области дверных рамок и остекления, накладки на капот, закрывающие стеклоочистители, и сглаживающие поток при его заходе на лобовое стекло, сделали более закрытыми колёсные диски, и, наконец более гладкими бамперы. Также, более размерными спойлеры, передний и задний.

Почти не работая с гладкостью днища, и испытав полностью заглушенную фронтальную часть, но не применив управляемые в зависимости от потребности в охлаждении заслонки перед радиаторами, только лишь по причине высокой стоимости этих модификаций в производстве, аэродинамики снизили Cd с 0.42 до 0.33, при сохранении равномерной прижимной силы по осям. Что в сочетании с довольной малой фронтальной проекцией, из-за небольшой высоты и ширины машины, дало общий CdA = 0.60 м2.

Для примера, у более длинной и широкой Model 3, на спецколпаках, с гладким днищем из-за отсутствия выхлопной системы, и низкими потерями на охлаждение радиаторов из-за очень эффективного электропривода, заявлен Cd в 0.23, и CdA = 0.51 м2.

 

[Бармалей]

Touring, а эта альфа так и была карбюраторной с оппозитом?

 

[Touring]

Это очень долгая история, и я снова сомневаюсь что она здесь к месту.

Этот оппозит каким только ни был.

Для справки, в 73-м спорт-подразделение Альфы, Аутодельта, возглавляемое Карло Кити, техническим консультантом на проекте Альфасюд, выставило свою гоночную Tipo 33 TT 12.

Машина была оснащена плоским атмосферным V12 с 180-градусным развалом, рабочим объёмом 3.0 литра, с 4-клапанными головками, и коллекторным впрыском от Lucas, с отдачей в 500 сил на 11,500 оборотах (167 на литр), он на фото ниже.

Можно отметить что этот гоночный мотор в 76-м турбировали, понизив его рабочий объём до 2,1 литра, и получили 640 сил на 11,000 оборотах (300 на литр).

Серийный же Альфасюд с первым 4-цилиндровым бытовым оппозитом, тоже с 180-градусным развалом, рабочим объёмом 1.2, с 2-клапанными головками и питанием через двухкамерный карбюратор, вышел в 72-м, и имел всего 68 сил на 6,000 оборотах (53 на литр). Сделать его фирме с таким гоночным опытом было несложно. Сложнее было обеспечить равномерность качества в серии.

И только в 78-м, когда возникла рыночная потребность, объём этой серийной 4-ки увеличили до 1.5 литров, за счёт чего у неё стало 85 сил на 5,800 оборотах (57 на литр).

Следующий шаг, в том же году, внедрение питания серийного мотора 1.5 через два двухкамерных карбюратора, по заслонке и камере на цилиндр, отсюда 95 сил на 5,800 оборотах (64 на литр).

В 84-м году машина прошла рестайлинг со сменой названия, и у серийного 1.5 стало уже 105 сил на 6,000 оборотах (70 на литр). Одновременно был представлен 1.7, с таким же питанием, у него было 118 сил на 5,800 оборотах (69 на литр). С такими моторами машины выпускались до 86-го, вплоть до продажи, а вернее передачи фирмы Фиату, и даже позднее, до 88-го.

В том же 84-м выходит универсал с мотором 1.5, полноприводный, причём полный привод был изначально заложен в конструкцию машины 72-го года, благодаря продольному расположению мотора и коробки. В этой версии он ещё наиболее простой, механически подключаемый по необходимости.

В структуру кузова машин внедрили большинство из аэро-оптимизированных компонент, испытанных в начале 80-х в трубе Пининфарины.

Неплохой клиренс шёл уже в базе.

Для веса всего-то в 990 килограмм 105 сил были вполне достаточны.

Брошюра этой версии.

К 86-му в фирме разработали новую версию мотора объёмом 1.7 литра, с 4 клапанами на цилиндр, и питанием от всё тех же двух двухкамерных карбюраторов. Это был максимум того, что геометрически позволял сделать исходный блок 1.2.

Поэтому, тогда же конструкторами был изготовлен опытный 2.0-литровый оппозитный мотор, с полностью новым блоком, и 2-мя клапанами на цилиндр, под коллекторный впрыск.

 

[Touring]

Стоит отметить, что такой впрыск, под названием CEM, был разработан внутри фирмы в 81-82 годах, а в 83-м запущен в ограниченное производство, несколько тысяч штук, на старших машинах фирмы с 4- и 6-цилиндровыми моторами.

4-цилиндровая версия 2.0 CEM начала испытываться в 83-м, исключительно в такси, на 10 машинах модели Alfetta, по результатам испытаний в том же году её стали продавать и проверенным частным клиентам в Италии, всего изготовили 993 машин с ней. 6-цилиндровая версия 2.0 CEM сразу пошла в открытую продажу, на модели 90, с 85-го до 87-го было продано 1,577 машин с ней, также только в Италии.

Он шёл с цифровым микропроцессорным управлением по картам, впрыском и зажиганием, ровно как и бошевский Motronic образца 79-го.

Но в отличие от него работал с поцилиндровыми дроссельными заслонками, а не с одной общей. Привод заслонок в нём был оснащён электрическим сервомотором, и оптоэлектронным сенсором, распознающим 256 градаций положения. Таким образом, зная сечения и показания датчика температуры воздуха, рассчитывался массовый расход. Сервомотор привода запитывался на базе электрического сигнала сенсора положения педали газа. Фактически, уже тогда ими была реализована концепция drive by wire.

Что важно, система эта была со свободным выпускным трактом вплоть до индивидуальных дроссельных заслонок, обходясь без специального датчика расхода воздуха, на тот момент в бошевской реализации представленного в виде ограничительного расходомера-"дверцы”, с резистивным измерительным датчиком её углового положения, работающего на механическом принципе. За счёт этого в альфовской системе меньшими были препятствия для наполнения цилиндров, что приводило к более высокому крутящему моменту, и пиковой отдаче. Меньшими были и насосные потери, что приводило к снижению расхода топлива. Быстрее была и реакция на движение отдельных дросселей, чем с таким расходомером и единственной дроссельный заслонкой, как в бошевской системе. В силу своего устройства альфовская система допускала отключение любой пары цилиндров на частичных нагрузках, ради экономии топлива, что было невозможно в бошевской.

Добавлю, что уже в 82-м была изготовлена опытная машина с оппозитом 1.5 и впрыском CEM, аэро и весово оптимизированная. Даже две, вторая шла с развитыми средствами обеспечения пассивной безопасности, и мультиматериальным кузовом с широким использованием алюминия.

Чуть позднее был спроектирован бензоэлектрический гибрид с оппозитом 1.5 и CEM, который был показан публике в 88-м году. По хорошему, рассказ про них, это тема для отдельного поста, уже больше связанного с темой ветки.

 

[Touring]

Так или иначе, в 86-м фирму у правительственного холдинга IRI забрал частный Фиат, по факту без уплаты за неё денег, за обещание новых инвестиций, свернув после этого как новые разработки фирменных оппозитов, так и систем впрыска.

Вдобавок, он свернул и традиционные гоночные активности.

Его план был довольно простым, ради удешевления перевести фирму с трёх собственных уникальных моторных линеек, а именно: 4-цил. оппозитов с чугунными блоками объёма 1.3-1.5-1.7, 4-цил. цельноалюминиевых рядников объёма 1.6-1.8-2.0, и 6-цил. цельноалюминиевых V6 объёма 2.0 и 2.5, на новую линейку унифицированных с его продукцией рядных моторов, с чугунными блоками, 4 и 5-цилиндровых, объёма 1.4-2.4 литра, с системами коллекторного впрыска поставки Бош.

Поэтому, в 88-м году, уже при Фиате, на оппозите 1.7 с 2-клапанными головками образца 78-го года внедрили бошевский LE-Jetronic, ещё аналоговый, принципиальной разработки конца 60-х. Получили с ним отдачу в 110 сил на 5,800 оборотах (64 на литр), что было меньше, чем на паре двухкамерных карбюраторов до этого.

Всё потому, что впрыск этот был гораздо более старинным по концепции, и стратегиям работы, чем даже Motronic образца 79-го, и тоже шёл с затычным впускным трактом, чего не было на карбюраторах с 4-мя поцилиндровыми заслонками.

В 92-м году на моторе 1.7 с 4-клапанными головками, фирменной разработке образца 86-го, внедрили бошевский Motronic, уже цифровой, но ещё с тросовым приводом дроссельной заслонки, и с расходомером-"дверцей".

Получили с ним отдачу в 137 сил на 6,500 оборотах (80 на литр), причём в основном за счёт внедрения 4 клапанов, а не новой системы впрыска. С другой стороны, наконец были превышены мощностные показатели 2-клапанного мотора с карбюраторами. Но вот расход топлива с новым впрыском почти не снизился, не было на то особенных причин. И его, как любой 4-клапанник, для достижения паспортной отдачи нужно было высоко крутить, при том что на низких и средних оборотах он даже проигрывал 2-клапанникам, особенно карбюраторным версиям.

Тогда же, при следующем рестайлинге кузова, включившем ещё больше аэродинамических детальных оптимизаций, заменили механически подключаемый полный привод на более современный вариант, с межосевой блокировкой вискомуфтой.

Такие оппозиты использовались до 97-го, а потом, как и планировалось Фиатом, перешли на унифицированные с ним рядники с 4-клапанными головками, на фиатовском чугунном блоке, объёма 1.4-2.0 литра, и отдачи в 90-150 сил. Шедшие уже с Motronic-ами от Боша следующего поколения, с проточным пленочным датчиком расхода воздуха, создававшим меньшее сопротивление потоку.

По сути, это были уже не Альфы, а Фиаты Типо разработки середины 80-х, но в ином кузове, при этом со всё тем же типовским простым передним вертикальным Макферсоном, и задней балкой с качающимися продольными рычагами. Посадка водителя стала высокой, ровно как в Гольфе, и гораздо более вертикальной, а масса машин в среднем выросла на 150 килограмм.

Поэтому старые оппозиты уже не могли перемещать данные кузова так же бодро, как раньше. Эту роль на себя взяли вовремя подоспевшие фиатовские турбодизели с общей топливной рампой, с топливной системой и Motronic-ами поставки того же Боша. Они к тому успешно закрыли вопрос расхода топлива, сильно задержав развитие конкурирующих бензиновых технологий.

Что касается автоспорта, как указывалось выше, компания Аутодельта Карло Кити была Фиатом после покупки Альфы в 86-м расформирована, а её автоспортивные функции переданы иной структуре. Поэтому, он открыл свою фирму, консультационную, в основном по подготовке моторов, Motori Moderni.

В 89-м году Кити, по заказу Субару, ради рекламы её серийных оппозитов, модифицировал свой плоский атмосферный V12 с 180-градусным развалом и 4-клапанными головками, начала 70-х, увеличив его рабочий объёмом до 3.5 литров. Коллекторный впрыск Lucas заменили при этом на Marelli-Weber, и с ним вышли на отдачу в 570 сил на 12,000 оборотах (163 на литр).

Мотор этот выступал на формульной машине итальянской команды Coloni, в сезоне 90-го года, но никаких мест машина с ним не заняла, так как у конкурентов использовались более современные конструкции, разработанные с нуля, бывшие и легче, и мощнее.

 

[constructor]

Две предпоследние картинки видно, а другие нет.

 

[Touring]

Две предпоследние картинки видно, а другие нет.

Хостинг imgbb иногда глючит, может обновить страницу.

 

[constructor]

Хостинг imgbb иногда глючит, может обновить страницу.

Да, сейчас стало все видно.

 

[Бармалей]

Предлагаю сообщения нашего уважаемого коллеги Touring, по теме ДВСных авто перенести в эту тему, чтобы тема про EV оставалась узко специализированной. В этой теме пишем только вопросы и просьбы к автору по конкретным маркам/моделям, типам/моделям ДВС и т.д.

 

[Touring]

Спасибо, это будет наиболее корректным выходом. Скоро опубликую материал. Странно что он востребован, видимо есть на это запрос.

 

[Бармалей]

Спасибо, это будет наиболее корректным выходом. Скоро опубликую материал. Странно что он востребован, видимо есть на это запрос.

Запрос есть! Это прям глоток свежего воздуха, а для меня это нереализованная мечта детства, поступив в МАМИ, забрал документы. Очень интересно было бы услышать про создание из имеющихся деталей (особо не богатый выбор) компанией Isuzu под крылом GM моделей Trooper/Monterey/Bighorn а также Rodeo/Frontera. Ведь Isuzu пытался не использовать компоненты Бош в своём дизеле 3.1 на Monterey/Trooper

 

[Ту-155]

поступив в МАМИ, забрал документы.

Это ведь ЗиЛ?
#ау

 

[Бармалей]

Это ведь ЗиЛ?
#ау

Московский автомеханический.

 

[Ту-155]

Московский автомеханический.

МАМИ, насколько я знаю, заточен/ был заточен на выпуск спецов для ЗиЛа преимущественно.
Так же как, например, МАТИ выпускал специалистов в основном для Туполева, а МАИ -для остальных фирм.
Поэтому и вопрос был про ЗиЛ.

Но это тут офф, заканчиваю.

 

[2014]

Ту-155, был отдельный Завод-ВТУЗ при ЗиЛе.

 

[cucullus]

Забавные оппозиты 12ц. Зачем так много цилиндров для такого малого объёма? Слишком много мех. потерь...
И многоременный грм с промвалами...

 

[Touring]

Забавные оппозиты 12ц. Зачем так много цилиндров для такого малого объёма? Слишком много мех. потерь... И многоременный грм с промвалами...

Это чисто гоночные моторы, конструкторы там пляшут от регламента, от заданного им максимального объёма, дальше идут компоновочные соображения, доступная длина, ширина и высота в кузове, дальше минимальная высота центра масс, ну а дальше им нужно снять максимум мощности, ведь все в автоспорте хотят больше чем у конкурентов.

Мощность это момент х обороты.

Момент это качество впускного тракта, качество дозирования системы подачи топлива, детонационная стойкость топлива и отсюда степень сжатия, величина опережение зажигания, и наконец ход поршня. Максимальные обороты, это в автоспорте снова регламент. Технически, это в первую очередь масса поршней и шатунов, длина шатунов, далее масса и длина коленвала, величина противовесов коленвала, и наконец масса системы привода распредвалов, а также масса и инерция системы привода клапанов.

Чем меньше ход поршня, тем короче и легче шатун. Чем меньше диаметр цилиндра, тем легче поршень, и короче и легче коленвал. С другой стороны, ограничением диаметра цилиндра снизу выступает такое суммарное сечение клапанов, которое обеспечивает проходное сечение, и расход воздуха через головку, нужный для достижения требуемой мощности, поэтому есть предел его уменьшения.

Учитывая все эти соображения, конструкторы именно гоночных моторов всегда стремились к максимальному количеству цилиндров, обычно 12-ти, при заданном регламентом общем объёме, если он конечно позволял количество цилиндров выбирать. К тому же, ещё одно соображение, схема с 12-ю цилиндрами при отказе одного-двух позволит не так потерять в отдаче и качестве работы, как с меньшим их количеством.

Ну и высота центра масс, чем меньше тем лучше, поэтому с 60-х гоночные моторы это не L-рядники, и не V-схема с развалом в 60 градусов, а V-схема с развалом 90 или 120 градусов, а лучше как в этих 3/3.5-литровых, 180 градусов.

Кстати, это именно V12 с развалом в 180 градусов, а не H-оппозит, так как у него пары шатунов сидят на единых шейках, а не разделённых противовесами, как у оппозита, так как требуется большая жёсткость коленвала.

V-схема всегда делает более лёгким и коротким коленвал, а следовательно менее инерционным и более жёстким, с меньшим изгибом на высоких оборотах, поэтому с меньшим биением. По этой причине от многоцилиндровых L-рядников, у которых он наиболее длинный, в автоспорте, который требовал роста оборотов для роста снимаемой пиковой мощности, ушли как только технически смогли.

К тому же, с ростом числа цилиндров рядники выходят чересчур громоздкими по длине, что отрицательно влияет на обтекаемость, и вдобавок, они обычно дают высокий центр масс, при вертикальной их установке. Для его снижения их наклоняют, как в быту та же БМВ, но это конечно полумера.

Потери на трение при росте числа цилиндров не так высоки как видится, в основном разница набегает за счёт количества толкателей клапанов, и шеек и опор коленвала, но здесь нужно учитывать их ширину, и при увеличении количества цилиндров она падает.

Насчёт трения колец по стенкам цилиндров, у этого гоночного 3-литрового V12 геометрия цилиндра 77x53.6, а например у современного бытового 3-литрового L6 от БМВ она 82x94.6, отсюда площадь стенок всех цилиндров по которым ходят кольца у БМВ-шной шестёрки всего лишь на 9% меньше.

Что до систем привода распредвалов, у гоночных моторов основные требования максимальная компактность при минимальной массе и инерции, ради способности выдерживать высокие рабочие обороты, а у бытовых срок службы до замены, и уровень шума. Поэтому эти гоночные 3 литра имеют привод на шестерёнках, а гоночные 3.5 литра на шестерёнках, и двух небольших ремнях, минимально изгибающихся и инерционных.

Ну а бытовые моторы, как тот же L6 от БМВ, имеют цепь, в последнее время для снижения трения и повышения компактности, а также снижения шума, однорядную, вместо двухрядной в более старых.