Турбину — каждому цилиндру. Что спасёт чахнущие моторы от окончательного даунсайзинга?

0
76

Турбину — каждому цилиндру. Что спасёт чахнущие моторы от окончательного даунсайзинга?

Индивидуальная турбина и дроссельная заслонка для каждого цилиндра могут вернуть моторам былую мощность, которую они растеряли на пути к уменьшению рабочего объёма и повышению экономичности.

Уменьшением рабочего объёма двигателей внутреннего сгорания, который стал главным трендом развития автопрома последних 10 лет, мы обязаны далеко не заботам об экологии, а американскому стандарту «CAFE».

Он предписывает производителям определённые нормы по расходу топлива. Стандарт взялся не с потолка и не вчера. Его впервые ввели ещё в 70-х, когда арабские страны отказались поставлять нефть Штатам. С тех пор нормативы стандарта постоянно модернизируются. Сейчас они составляют для легковых авто 4,3 литра на 100 км в смешанном цикле. Есть несколько способов добиться такого расхода топлива. Самый простой и дешёвый — уменьшать рабочий объём цилиндров. С некоторыми оговорками по этому пути пошли все производители автомобилей.

Даунсайзинг привёл к тому, что всё чаще под капотом наиболее популярных машин оказываются малокубатурные двигатели, тотальную слабость которых до некоторой степени компенсируют турбонаддувом. Пример литрового турбо-двигателя Ford известен почти всем. Главная особенность таких моторов — вялый разгон на старте и хороший подхват после преодоления турбоямы. Комфорта и динамики у них немного.

Автопроизводители ищут пути решения этой проблемы. Кто-то экспериментирует с несколькими параллельными турбинами, кто-то делает ставку на изменяемую геометрию турбокомпрессора, есть варианты с элекротурбинами. 

Бывший инженер компании Ford Джим Кларки, отвечавший в своё время за разработку 6-и, 8-и и 12-цилиндровых двигателей, выдвигает в качестве альтернативы свою идею — турбировать отдельно каждый цилиндр. На впуск каждого цилиндра устанавливает отдельная дроссельная заслонка с двумя портами. Блок дроссельных заслонок монтируется рядом с головкой блока цилиндров. «Обычно в моторах между дроссельной заслонкой и впускными клапанами располагается впускной коллектор, объём которого примерно равен рабочему объёму двигателя. На заполнение коллектора воздухом уходит некоторое время после открытия газа», — объясняет Кларки. Его решение позволяет воздуху заполнять цилиндры двигателя гораздо быстрее, как следствие на максимальный крутящий момент мотор тоже выходит раньше. Турбояма сокращается. «Чем ближе вы располагаете турбину к выпускному коллектору, тем больше энергии выхлопных газов достигает турбины». Именно так Кларки и планирует сделать: мини-турбины (на 20% меньше в размере стандартных турбин) крепятся максимально близко к выпускным клапанам трёхцилиндрового мотора. 

Есть и нюансы с точки зрения производства. Во-первых, три турбины и шесть дросселей для одного 3-цилиндрового мотора, дороже в производстве чем одна турбина и один блок дроссельной заслонки. Во-вторых, для реализации схемы Кларки потребуется перепроектировать выпускной и впускной коллекторы, что тоже не дёшево. По расчётам Кларки его решение будет стоить на 50% дороже, чем нынешние стандартные турбо-киты. Зато они решат проблему с недобором мощности в диапазоне низких и средних оборотов.

В разное время производители комплектовали свои автомобили двигателями с индивидуальными дроссельными заслонками для каждого цилиндра, которые обеспчивали очень быстрый отклик мотора на педаль газа. Среди наиболее распространенных агрегатов такого плана можно выделить двигатели от М-серии BMW эпохи 80-х и 90-х, а также некоторые модификации 4A-GE от Тойоты. Вероятнее всего, именно такими моторами вдохновился Кларки.

Турбину — каждому цилиндру. Что спасёт чахнущие моторы от окончательного даунсайзинга?

Турбину — каждому цилиндру. Что спасёт чахнущие моторы от окончательного даунсайзинга?

ОСТАВЬТЕ ОТВЕТ

Please enter your comment!
Please enter your name here