ТЕХНИКАОБОЗРЕНИЕ ДВИГАТЕЛИ РАЗНЫХ СТРАНПОЙТИ СВОИМ ПУТЕМ Америка, Европа, Азия. Эти миры разнятся не только укладом жизни или кухней, но и путями технического прогресса. Нас, естественно, интересуют автомобили. Ежегодно в рамках конкурса «Двигатель года» награждают лучшие серийные моторы. Какие критерии считают ключевыми для выбора «самого-самого»? Есть ли принципиальные отличия в подходе к конструированию на разных континентах? Попробуем найти ответы на эти вопросы.М ихаил Гз овскийЕВРОПА: В РЕЖИМЕ ЭКОНОМИИНа недавней пресс-конференции в Лондоне глава концерна «Пежо-Ситроен» Жан-Мартин Фольц весьма неожиданно для многих отозвался о гибридных автомобилях: «Посмотрите вокруг: таких машин в Европе менее 1%, тогда как доля дизелей достигает половины». По мнению господина Фольца, современный дизель гораздо дешевле в производстве, будучи не менее экономичен и экологичен. Времена, когда дизели оставляли за собой черныйОдин из «Двигателей года 2005» – V-образный 10-цилиндровый 5-литровый мотор с углом развала 90°, устанавливаемый на БМВ-М5. Его мощность достигает 507 л.с. при 7750 об/мин, а крутящий момент – 520 Н . м при 6100 об/мин (см. материал в этом номере).Специалисты отметили технологию «Мультиджет» дизеля «ДжиЭм–ФИАТ»: благодаря многоступенчатому впрыску достигается меньший уровень шума и снижение токсичности.шлейф, тарахтели на всю улицу и заметно уступали по литровой мощности бензиновым моторам, прошли. Сегодня удельная доля дизелей в Европе составляет 52% и продолжает расти. Толчок дают, например, экологические бонусы в виде сниженных на-логов, но прежде всего – дороговизна бензина. Прорыв на дизельном фронте произошел к концу 90-х, когда в серию пошли первые моторы с «коммон рейл» – общей топливной рампой. С тех пор давление в ней неуклонно растет. В но-144 За рулем 01/2006 ОБОЗРЕНИЕ ДВИГАТЕЛИ РАЗНЫХ СТРАНвейших двигателях оно достигает 1800 атмосфер, а ведь еще недавно 1300 атмосфер считались выдающимся показателем. На очереди – системы с двукратным повышением давления впрыска. Сначала насос нагнетает топливо в ак-кумулирующий резервуар до 1350 атм. Затем давление поднимают до 2200 атм, под которыми оно и поступает в форсунки. Под таким давлением топливо впрыскивают через отверстия меньшего диаметра. Это улучшает качество распыла, повышаетточность дозировки. Отсюда выигрыш в экономичности и мощности. Уже не первый год применяют пилотный впрыск: первая «партия» горючего поступает в цилиндры чуть раньше основной дозы, чем достигается более мягкаяработа мотора и чистый выхлоп. Помимо «коммон рейла», есть иное техническое решение, чтобы поднять давление впрыска на небывалую высоту. Насос-форсунки перебрались с грузовых моторов и на легковые дизели.За рулем 01/2006 145 ТЕХНИКАОБОЗРЕНИЕ ДВИГАТЕЛИ РАЗНЫХ СТРАНные законодательством в узкие рамки, инженеры ухитряются добиться отменных результатов самыми разными способами. Яркий пример – изменяемые фазы газораспределения. В конце 80-х японская «Хонда» с ее системой VTEC совершила настоящий переворот. Необходимость варьировать фазы диктуется различными режимами движения: в городе важнее всего экономичность и крутящий момент на низких оборотах, на трассе – на высоких. Отличаются и пожелания покупателей в разных странах. Раньше настройки мотора были постоянными, теперь же стало возможным менять их в буквальном смысле на ходу. Современные моторы «Хонда» оснащают несколькими типами VTEC, в том числе и трехступенчатым устройством. Здесь корректируются параметры не только на низких и высоких оборотах, но и на средних. Так удается совместить несовместимое: высокую удельную мощность (до 100 л.с./л), расход топлива в режиме 60–70 км/ч на уровне 4л на сотню и высокий крутящий момент в диапазоне от 2000 до 6000 об/мин. В результате японцы успешно снимают высокую мощность с весьма скромных объемов. Рекордсменом по этому показателю который год подряд остается родстер «Хонда-S2000» с безнаддувным 2-литровым двигателем мощностью 250 л.с. Несмотря на то, что мотор появился еще в 1999 году, он по-прежнему в числе лучших – второе место среди претендентовЛИТРОВАЯ МОЩНОСТЬ ДИЗЕЛЬНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ, Л.С./ЛВ Европе особое внимание уделяют дизелям. Один из показателей совершенства конструкции – литровая мощность. За последние 10 лет она заметно выросла, причем наибольший рост – в секторе моторов объемом до 2 л. В зависимости от рабочего объема взятые для примера фирмы меняются местами, занимая то первое, то второе и третье – по сути, тоже почетные места, обеспеченные высокими «лошадиными силами с литра».Им привержен, в частности, «Фольксваген», составляя здоровую конкуренцию «общей рампе». Одним из камней преткновения на пути дизеля всегда был экологический. Если бензиновые моторы журили за угарный газ, окиси азота и углеводороды в выхлопе, то дизели – за соединения азота и частицы сажи. Введение в прошлом году норм Евро IV далось непросто. С окислами азота справились посредством нейтрализатора, а вот сажу ловит особый фильтр. Он служит до 150 тыс. км, после чего его либо меняют, либо «прокаливают». По команде управляющей электроники в цилиндр подаются отработавшие газы из системы рециркуляции и большая доза топлива. Температура выхлопа повышается, и сажа выгорает. Примечательно, что большинство новых дизелей могут работать на биодизельном горючем: в его основе лежат растительные масла, а не нефтепродукты. Это горючее менее агрессивно к окружающей среде, поэтому его массовая доля на рынке Европы должна достигнуть к 2010 году 30%.Пока же специалисты отмечают совместную разработку «Дженерал моторс» и ФИАТ – один из «Двигателей года 2005». Малолитражный дизель благодаря электронике способен оперативно менять параметры впрыска и тем самым обеспечивать больший момент и быстрый пуск двигателя. Широкое использование алюминия, существенно снизившее массу и размеры, в сочетании с достаточной мощностью 70 л.с. и немалым крутящим моментом 170 Н . м позволили 1,3литровому мотору набрать большое число голосов. Учитывая все достижения на дизельном фронте, можно смело утверждать – ближайшее будущее Европы именно за этими двигателями. Они становятся мощнее, тише и удобнее для повседневной езды. С учетом теперешних цен на нефть потеснить их в Старом Свете не способен ни один из существующих типов двигателей.Сажевые фильтры помогают дизелям уверенно вписываться в экологические требования сегодняшнего и даже завтрашнего дня.АЗИЯ: БОЛЬШЕ СИЛ НА ЛИТРГлавное достижение японских двигателистов за последний десяток лет – высокая литровая мощность. ЗагнанКак считали многие скептики, гибридные технологии не приживутся на серийных моделях. Этот тезис с успехом опровергает «Тойота-Приус» с установкой «Гибрид Синержи Драйв», объем выпуска которой планируют довести до 200 000 в год.146 За рулем 01/2006 ОБОЗРЕНИЕ ДВИГАТЕЛИ РАЗНЫХ СТРАНСредняя мощность бензиновых двигателей в разных частях света. Как видите, Япония производит самые мощные моторы, за исключением многолитровых. Америка – на третьем месте, зато берет количеством: пока собираешь статистику для диаграммы, убеждаешься, где именно на планете делают малолитражки, а где – многолитровые монстры. Моторы «Хонда» по праву относят к лучшим в мире среди безнаддувных. Во многом именно благодаря простой, эффективной и чрезвычайно надежной системе изменяемых фаз VTEC. Классика в современном исполнении: «Хеми» объемом 5,7 л устанавливают на «Джип-Гранд Чероки», весьма недорогой по американским меркам автомобиль.Некоторые результаты конкурса «Двигатель года 2005»(три лучших двигателя в каждой номинации) Номинация 1. БМВ V10 (M5, M6); 2. «Феррари» 4,3 л V8 (F430); 3. «Тойота» 3,3 л гибрид («Лексус-RX400h»). 1. «Тойота» гибрид 1,5 л («Приус»); 2. «Тойота» 3,3 л гибрид («ЛексусRX400h»); 3. «ФИАТ–Джи-Эм» дизель 1,3 л («ФИАТ-Панда», «ФИАТ-Пунто», «Лянча-Ипсилон», «Опель-Корса»). 1. БМВ V10 (M5, M6); 2. «Феррари» 4,3 л V8 (F430); 3. «Мерседес-АМG» 6 л «битурбо» (SL65,CL65).Новый двигательНоминацияТопливная экономичностьНоминацияМощностьКроме того, призы распределили в восьми номинациях по рабочему объему, от «менее 1 л» до «более 4 л». Среди медалистов шесть раз упоминается БМВ, пять – «Хонда», четырежды – «Тойота», дважды – «Фольксваген» и «ПСА-Форд».2005 года объемом 1,8–2,0 л. Вторым бесспорным достижением японцев являются гибридные установки. «Гибрид Синержи Драйв» производства «Тойоты» отметился среди призеров не один раз, набрав наибольшее число баллов в номинации «экономичный двигатель». Заявленный показатель – 4,2 л/100 км для такой немаленькой машины, как «Тойота-Приус», безуслов-но хорош. Мощность «Синержи Драйв» достигает 110 л.с., а суммарный момент бензиноэлектрической установки– выдающийся – 478 Н . м! Кроме топливной экономичности, подчеркивается экологический аспект: выброс углеводородов и окислов азота у мотора на 80 и 87,5% ниже, чем того требуют нормы Евро IV для бензиновых моторов, и на 96% ни-же требований к дизелям. Таким образом, «Синержи Драйв» с запасом укладывается в самые жесткие в мире рамки – ZLEV, планируемые к введению в Калифорнии. В последние годы наметилась любопытная тенденция: применительно к гибридам речь все реже идет об абсолютных рекордах экономичности. Возьмем «ЛексусRX400h». Этот автомобильрасходует вполне обычные 10 лв городском цикле. С одной оговоркой – это очень мало, учитывая мощность основного мотора 272 л.с. и момент 288 Н . м! Если японским компаниям, в первую очередь «Тойоте» и «Хонде», удастся снизить себестоимость агрегатов, продажи гибридов могут подскочить на порядок уже в ближайшие 5–10 лет.За рулем 01/2006 147 ТЕХНИКА АМЕРИКА: ДЕШЕВО И СЕРДИТООБОЗРЕНИЕ ДВИГАТЕЛИ РАЗНЫХ СТРАННа форумах американских автомобилей после проведения конкурса «Двигатель года» обязательно возникают дебаты: как это так, в числе победителей нет ни одного двигателя нашей разработки! Все просто: американцы, несмотря на продолжающийся топливный кризис, не слишком преуспели в экономии бензина, а про дизельное топливо и слышать не хотят! Но это не значит, что им нечем похвастать. К примеру, «крайслеровские» моторы серии «Хеми», блиставшие на мощных моделях (их традиционно именуют в США «масл карз») еще в 50-х. Их название ведет родословную от английского hemispherical – полусферический. Конечно, за полвека многое изменилось, но, как и раньше, у современных «хеми» полусферические камеры сгорания. Традиционно во главе линейки моторов стоят агрегаты неприличного по европейским меркам литража – вплоть до 6,1 л. Стоит открыть проспект, в глаза бросается разница в подходах к конструированию. «Лучшая в классе мощность», «самый быстрый разгон», «низкий уровень шума»… о расходе топлива говорится вскользь. Хотя он, конечно, небезразличен инженерам. Просто приоритеты несколько иные – динамические характеристики и… невысокая себестоимость агрегата. В моторах «Хеми» нет изменяемых фаз. Они не столь форсированы и не могут даже близко подойти к лучшим японским агрегатам по литровой мощности. Зато в них применена хитроумная система MDS (Multi Displacement System – система нескольких объемов). Как намекает название, ее смысл кроется в отключении четырех из восьми цилиндров двигателя, ко-ДИЗЕЛЬ «ПСА-ФОРД»В ближайшее время начнется производство двух новых моторов, разработанных совместно концерном «Пежо-Ситроен» и «Фордом» (журналистам их представляет инженер «Форда» Фил Лэйк). Дизели объемом 2,2 л адресованы коммерческим и легковым автомобилям. Система «коммон рейл» отныне работает под давлением 1800 атм. Топливо впрыскивается в камеру сгорания через семь 135-микронных отверстий в пьезоэлектрических форсунках (ранее их было пять). Теперь стало возможным впрыскивать тогда не требуется использовать все 335 «лошадей» и 500 Н . м момента, например у двигателя объемом 5,7 л. На отключение уходит всего 40 миллисекунд. Подобные системы прежде использовал «Джи-Эм», а у «Крайслера» это первый опыт. По заверению фирмы, MDS позволяет сэкономить до 20% топлива, в зависимости от манеры вождения. Боб Ли, вице-президент отделения двигателей «Крайслер», очень горд новым мотором: «Отключение цилиндров происходит элегантно и просто… преимущества – надежность и низкая цена».пливо до шести раз за один оборот коленчатого вала. Результат – более чистый выхлоп, экономия топлива, снижение вибраций. Применили два компактных малоинерционных турбокомпрессора. Первый ответствен исключительно за «низы», второй подключается после 2700 об/мин, обеспечивая плавную кривую крутящего момента, достигающего 400 Н . м при 1750 об/мин и мощности 125 л.с. при 4000 об/мин. Масса двигателя по сравнению с предыдущим поколением снижена на 12 кг благодаря новой архитектуре блока цилиндров. ния друг на друга. Быть может, однажды выведут рецепт идеального «глобального» мотора? Пока каждый предпочитает бежать своей дорожкой: Европа готовится перевести чуть не половину парка на рапсовое масло; Америка хоть и старается не замечать происходящих в мире перемен, постепенно отвыкает от прожорливых мастодонтов и раздумывает над переводом инфраструктуры всей страны на водородное топливо; ну а Япония… как всегда, берет высокими технологиями и ошеломляющей скоростью их внедрения в жизнь.Естественно, отключаемыми цилиндрами американские инженеры не ограничиваются. Они готовят и совсем другие разработки, например силовые установки на топливных элементах. Судя по появлению все новых концепт-каров именно с такими моторами, их будущее рисуется в розовых тонах. * * * Конечно, мы отметили лишь наиболее яркие особенности «национального двигателестроения». Современный мир слишком тесен, чтобы в нем бок о бок существовали принципиально разные культуры, не оказывая влия-148 За рулем 01/2006