Gaznaauto Сайт про автомобили
Нещодавно один із найбільш розкручених і популярних гіперкарів сучасності, Bugatti Veyron, отримав гідного наступника в особі Chiron. Так, сам суперкар — на практиці не особливо цікава штука для більшості автомобілістів. Але зате це привід згадати про рядно-рознесенні мотори, адже 1 000 з гаком кінських сил у компактному кузові з виконанням суворих норм екологічності — це чималою мірою заслуга W16 під його капотом.
Фактично, це два рядно-рознесені блоки по 8 циліндрів — такий собі V-подібник, зібраний із двох V-подібників. Схема ця не унікальна, її використовували в безлічі двигунів із найрізноманітнішим числом циліндрів від чотирьох включно. Навіть на масових машинах!
Італійські прабатьки
Почалося все зовсім не з машин VW, як ви могли подумати. Рядно-рознесені двигуни з’явилися під капотом італійських спортивних машин. Lancia Lambda випускалася з 1922 по 1931 рік і під капотом мала мотори 2,1 — 2,6 літра. А останній варіант такого мотора застосовувався аж до сімдесятих років. Lancia Fulvia з мотором V 4 насправді мала не V-подібний, а саме рядно-рознесенний двигун.
З 1922 року в Lancia випробували більше десятка варіантів компонування з кутом розвалу 10-23 градуси і з робочим об’ємом від 900 до 2 600 «кубиків». Мотори виявилися компактними, з хорошим потенціалом щодо форсування, але неабияк дорогими. Адже блок циліндрів довелося зробити алюмінієвим, конструкція була складною, а система запалювання вирізнялася необхідністю точного встановлення фаз і не дуже надійним розподільником. За малого кута розвалу кут між контактами переривника виявлявся занадто малим, і час накопичення імпульсу був нерівномірним, що призводило до необхідності подальшого ускладнення конструкції. Але перевага в частині механіки безсумнівно була, особливо в поєднанні зі схемою газорозподілу з двома верхніми розподільними валами.
90-ті та 00-ті
У 1991 році компанія VW представила свої нові моделі Corrado VR 6 і Passat VR 6 в Європі. У 92-му VW Golf III VR 6 став першим компактним хетчбеком із шестициліндровим мотором у своєму класі.
1 / 2
2 / 2
Конструкція перших VR 6 — «рядно-рознесенних» моторів VW — була оптимізована для поперечної установки і досить специфічна. Кут розвалу циліндрів становив 15 градусів, для компенсації різної довжини впускних каналів використовувалося складне налаштування впускного колектора. Привід ГРМ з боку маховика використовує два ланцюги: один приводить проміжний вал, другий безпосередньо розподільні вали.
Перші мотори мали робочий об’єм 2,8 літра і 12 клапанів, потужність при цьому становила 174 к.с. Для повнопривідних Passat було призначено версію з робочим об’ємом 2,9 літра та потужністю 190 к.с., а пізніше варіант з робочим об’ємом 2,9 став основним для Golf, Corrado та Passat.
У 1997 році створили варіант VR 5 об’ємом 2,3 літра і потужністю 150 к.с. Наступний, 24-клапанний варіант мотора 2,8 побачив світ 1999 року: його потужність становила 204 к.с.; 2001-го дебютував і 20-клапанний варіант мотора VR 5. Цього ж року на Beetle RSi з’явився і варіант мотора VR 6 об’ємом 3,2 літра — пізніше його також ставили на Audi TT і Golf R 32. Версії двигуна після 2005 року отримали безпосереднє впорскування, що було відображено в назві моделей. Подібні мотори стояли на VW Touareg і Porsche Cayenne. І не тільки на них!
До речі, з VR 6 пов’язана ще одна кумедна історія. Мотор Mercedes серії M 104.900, який ставили під капот перших мінівенів марки, багатьох знавців моторів Mercedes може спантеличити. Тому що замість класичної рядної «шістки» серії М104 під капотом Vito стояв фольксвагенівський VR 6. Так-так, саме з назвою серії М104.900. Компанія просто купувала блок циліндрів з ГБЦ у VW і оснащувала своїм навісним обладнанням, і він отримував нове позначення в «дусі марки».
У 2008 році конструкція мотора була значно перероблена. Варіант об’ємом 3,6 літра зберіг загальну компоновку, але кут розвалу циліндрів зменшився до 10,5 градуса. Такі двигуни випускалися тільки з безпосереднім уприскуванням FSI, а потужність зросла до 300 к.с.
Результатом об’єднання двох рядно-рознесенних блоків стали W-подібні мотори на 8, 12 і 16 циліндрів, а «географія» розповсюдження таких моторів, окрім Audi, де їх застосовували дуже широко, захопила ще й марки Bentley і Spyker.
Особливості конструкції
Що ж таке винайшли в Lancia, що згодом так вдало почали застосовувати в VW і змогли розвинути до мотора найкрутішого-найкрутішого гіперкара? Не секрет, що робочий об’єм і потужність будь-якого двигуна внутрішнього згоряння обмежені насамперед із компонувальних міркувань. Не можна занадто збільшувати хід поршня: збільшується його середня швидкість, і доводиться знижувати оберти. Не можна занадто збільшувати діаметр циліндрів: доводиться миритися з нерівномірністю наповнення, детонацією і, знову ж таки, зниженням обертів.
Збільшення ж числа циліндрів призводить до розростання габаритів двигуна. А що довший блок циліндрів і колінчастий вал, то складніше забезпечити жорсткість конструкції та її роботу на високих обертах, то складніше боротися з крутильними коливаннями, а отже, вища маса мотора. Якщо перейти на V-подібну схему розташування циліндрів, то зростає складність газорозподільного механізму. Подвоюється кількість головок блоків, кількість розподільних валів у разі верхнього їх розташування, ускладнюються впускні та випускні колектори і збільшується їх кількість.
Звісно, як каже одне гарне прислів’я, «це не проблеми, це витрати», але для масових автовиробників витрати — це проблема, і дуже важлива. Суть ідеї інженерів Lancia полягала в тому, що можна обмежитися кутом розвалу, за якого всі циліндри можуть розташовуватися в одному блоці циліндрів, а не в різних «напівблоках». І вінчає конструкцію всього одна головка блоку, але дворядна, в якій лише один набір розподільних валів.
Така конструкція зовні виглядає як дуже «товстий» рядний мотор. У нього міжциліндрова відстань менша за діаметр циліндра і всього один впускний і випускний колектор. При цьому немає необхідності сильно скорочувати зазор між гільзами циліндрів для скорочення довжини двигуна, можна зберегти канали охолодження, а можна скористатися збільшеною товщиною блоку для створення складнішої схеми циркуляції охолоджувальної рідини. Виходить компактно і досить технологічно.
Прекрасна ідея, але по-справжньому її цінність змогли оцінити лише наприкінці 90-х років, коли необхідність підвищення потужності за умови скорочення габаритів мотора і збільшення об’єму салону змусили виробників шукати нові шляхи і рішення. А тотальна перевага передньопривідної схеми з рядно-лінійним розташуванням агрегатів змусила створювати максимально стислі за довжиною конструкції моторів.
Для суперкарів же і просто люксових машин компактний двигун з великим робочим об’ємом виявився справжнім подарунком. У цьому разі суть навіть не в тому, що мотор легший, або що двигуни звичної V-подібної схеми не можна впихнути під капот. Зайві кілька кілограмів або сантиметрів завжди можливі, але зростання маси і габаритів вимагає підвищення потужності, а це, знову ж таки, маса або габарити.
До того ж зі зростанням потужності дедалі важливішим стає таке поняття, як «тепловий пакет» двигуна. Що потужніший мотор, то більшу увагу потрібно приділяти системі охолодження, найчастіше максимальна потужність буде обмежена саме можливостями системи охолодження. А вона обмежена габаритами моторного відсіку і можливостями блоку циліндрів щодо тепловіддачі. Менший мотор — більше місця для радіаторів, краща робота помпи, краща «прокачуваність» блоку і ГБЦ, і мотор краще переносить роботу за підвищеної температури і короткочасні теплові піки.
Що далі?
Зараз здається, що мотори з рядно-рознесенним компонуванням знову сходять з дистанції: за робочого об’єму в півтора-два літри складне компонування не потрібне, а дволітрові мотори з наддувом уже прописалися під капотами машин F-класу — наприклад, у «сімки» BMW. Залишаються тільки багатоциліндрові монстри, які виглядають як зникаючий вид. Але я сподіваюся, що витонченість цієї компонувальної схеми ще стане в пригоді, а створені на її базі шедеври радуватимуть нас ще не один десяток років.
