Автомобили с ДВС и гибриды: история, настоящее, будущее

Малоразмерная Corolla от Тойоты с атмосферным 1.2-1.6 L4 стоила в 1975-м в США $3,000-4,000 в зависимости от опций.

Среднемоторный Мазерати Merak с 3.0 V6 стоил там тогда $22,100, такая же Ламбо Urraco c 2.5 V8, $22,800, а Феррари 308 GT4 c её 2.9 V8, $24,100. В среднем, как семь Corolla.
 
Последнее редактирование:
Тираж:

- 308 GT4 2.0/2.9 V8 = 3,667 (за 7 лет, 520 в год),
- Merak 2.0/3.0 V6 = 1,830 (за 11 лет выпуска, 170 в год),
- Urraco 2.0/2.5/3.0 V8 = 791 (за 7 лет, 110 в год).

У Феррари была значительно большая выручка на модель за весь срок продаж, что позволяло тщательнее проработать мелочи. Наиболее трудно было Ламбо.
 
Biturbo с наддувным 2.5 V6 в 1986-м году стоила в США $32,800, или как три с половиной-четыре Corolla c 1.6 L4 ($7,500-9,500), и как три Corolla c 1.6 L4 с 4-клапанными головками ($10,500), которые тогда в бытовом сегменте считались инновационными.

То есть, в маленьких Тойотах Biturbo была в два раза "доступнее" Merak, и это снижение цен расширило аудиторию, и увеличило выпуск в несколько раз.
 
Измерение слона в попугаях) супруга сегодня узнала, что комплект тормозные диски + колодки на Alpina XB7 стоят 500000 рублей. Говорит, 5 автомобилей Ока.
 
Раз итальянские чиновники заставили Де Томасо выпустить Biturbo на рынок раньше чем завершились процедуры полноценного тестирования, было решено внедрять изменения по мере выпуска.

В 1983-м было произведено первое обновление, двигатель получил штатный электронный буст-контроллер MABC от Marelli, с датчиком детонации и цифровым управлением по картам, положивший конец перекручиванию моторов беспечными водителями и связанному с этим отказу ременного ГРМ (который по прежнему нужно было по регламенту менять раз в 40,000 или 2 года, что наступит ранее, из-за технологии изготовления ремней того времени). Вдобавок, MABC убирал возможную детонацию, и "передув", что привело к снижению числа отказов.



Тогда же внедрили новые турбокомпрессоры от IHI, с жидкостным охлаждением вместо масляного, более эффективным, они были холоднее на целых 160 °C. Теперь, даже при остановке двигателя после интенсивной езды, с полной нагрузкой, что практиковала часть водителей, температура масла в них не превышала 145 °C, так как их охлаждение продолжалось через жидкостный радиатор, что убрало их отказы, и обеспечило желаемую отказоустойчивость даже после пробега более 100,000 км.

Вдобавок, жидкостное охлаждение снизило температуру сжатого воздуха на выходе из турбокомпрессора, что дополнительно повысило эффективность, и чуть-чуть снизило расход топлива.

В 1984-м появился вариант, для рынка США, c двигателем 2.5, полученным из 2.0 увеличением диаметра цилиндра с 82 до 91.6 мм, при том же ходе в 63 мм, путём замены гильз. Это решение не изменило скорости поршня, поэтому не повысило нагрузки на шатуны и вкладыши при его перекладке, конструктивно сниженные за счёт выбора небольшого значения хода, и не очень тяжёлых поршней.

Новый двигатель развивал отдачу в 195 сил@5,500 против 180 сил @6,000, крутящий момент вырос более существенно, с 255 Нм@4,400 до 315 Нм@3,000.



Тогда же, первыми в отрасли (за два года до фольксвагеновской Ауди) они внедрили на Biturbo червячный самоблокирующийся дифференциал Torsen от Gleason, его раннюю версию с сателлитами, в качестве заднего межколёсного, вместо предыдущего самоблокирующегося от Salisbury, многодискового, который применялся ею много лет на предыдущих машинах. Результат, заметно более плавная и предсказуемая для водителя блокировка.



В 1986-м, через четыре года после полноценного запуска производства, был произведены более объёмные изменения.

Для начала, обновили металлообработку и процессы очистки и фосфатации сваренных кузовов, что убрало проблему серьёзной коррозии машин первых лет. Производство кузовов и двигателей, и сборка машин приведены на фото ниже.



Как и планировалось разработчиками Мазерати с самого начала, с временным лагом по его готовности к массовому производству, был внедрён канальный впрыск топлива IAW от Marelli-Weber, работавший не по управляющему сигналу от резистивного блока инерционного и ограничивающего поток расходомера воздуха типа flap, дверца, как в системах Motronic того времени от Bosch, а по сигналу датчика давления, что давало меньшее сопротивление потоку, и меньшую инерционность, с цифровым контролем впрыска и зажигания по картам.

Он уже тогда был полностью поцилиндровым и фазированным (секвентальным). Для большей точности дозирования был разработан корпус дроссельной заслонки с двумя постепенно открывающимися заслонками, дифференциального типа.

Помимо цифрового управления зажиганием по картам, с двумя катушками и распределителем ещё механического типа, система IAW включала в себя второй ЭБУ, содержавший предыдущий бустер-контроллер MABC, который непрерывно регулировал давление наддува турбокомпрессоров через электромагнитный клапан, управляющий их перепускными клапанами, а также осуществлял контроль детонации, регулируя степень наддува так, чтобы уйти от неё.



Тогда же были внедрены два промежуточных охладителя "воздух-воздух", расположенные в передней части, что наконец-то позволило обеспечить стабильность отдачи в любых условиях.



На моторе 2.0 тогда же были переработаны головки, внедрены впускные и выпускные клапаны большего диаметра, как и у головок появившегося с 1984-м экспортного 2.5. Мотор 2.0 для итальянского рынка тогда же получил гильзы с никель-карбид-кремниевым покрытием внутренних стенок, по запатентованной гальванической технологии нанесения от мотоциклистов Moto Guzzi, с названием Nigusil.

Это позволило использовать алюминий как для поршней, так и для гильз, обеспечив идеальную синхронизацию расширения при любой температуре, это привело к менее работе двигателя, благодаря уменьшению зазоров до минимума, а также, дало минимальный расход моторного масла. Второе преимущество этого технического решения, снижение трения. Наконец, такие гильзы более теплопроводны чем чугунные, что дало снижение температуры стенок цилиндра на 130 °C. Для улучшения теплоотведения их внешние поверхности получили оребрение.

Экспортные моторы 2.5 по-прежнему имели чугунные гильзы, так как из-за неоднородного качества топлива на этих рынках очень прочное но и очень тонкое Nigusil покрытие могло быть повреждено.



За счёт всех этих мер, новых турбокомпрессоров, лучшего охлаждения наддувочного воздуха, головок с лучшей пропускной способностью, лучшего контроля наддува и детонации, более точного контроля дозирования топлива и смесеобразования, и лучшего теплоотведения от гильз цилиндров, отдача версии 2.0 была повышена со 180 сил @6,000 до 220 сил @6,350, а максимальный крутящий момент стал достигаться ранее, 255 Нм@4,400 и 255 Нм@3,500 соответственно.

Два воздухозаборника типа NACA, расположенные в капоте, улучшили тепловую продувку моторного отсека без значительного влияния на обтекаемость, на фото приведена 4-дверная версия с колёсной базой 2.60 метра с 2.0, для итальянского рынка.

 
Последнее редактирование:
Объяснение механизма повреждения стенок цилиндров ниже.

------------------

Повышенная распространенность задиров цилиндров двигателей с блоками из заэвтектического сплава Al-Si (торговая марка Alusil
KS Kolbenschmidt и иные) при эксплуатации в холодном климате и связаны с образованием кислоты в картере при температурах ниже 40 °C.

Испытания, проведенные Toyota, результаты которых опубликованы в 2000 году, измеряли влияние серы в топливе на износ двигателей Al-Si. Toyota обнаружила, что североамериканское топливо regular класса (октановое число 87) имеет самое высокое содержание серы – максимум 1350 ppm, за ним следует европейское топливо с 1000 ppm, и японское топливо с практически нулевым содержанием серы. Качество североамериканских premium сортов неэтилированного топлива сильно различалось, с максимальным содержанием серы 650 ppm и средним – 175 ppm.

Исследование также показало, что с увеличением содержания серы скорость износа также значительно увеличивалась при температуре охлаждающей жидкости ниже 40 °C, что приводило к трёхкратному увеличению износа при содержании серы 1000 ppm по сравнению с неэтилированным топливом с содержанием серы 200 ppm или менее.

При низких температурах в качестве побочных продуктов сгорания образуются кислоты, причём более высокая концентрация кислоты связана с топливом с высоким содержанием серы. Именно эти кислоты разрушают масляную плёнку между стенками цилиндров и поршневыми кольцами, вызывая абразивный износ, связанный с пластической деформацией алюминиевой матрицы.

Как и ожидалось, скорость износа колец также увеличивалась с увеличением концентрации серы. Для топлива с содержанием серы менее 200 ppm скорость износа выравнивается при температуре охлаждающей жидкости 60 °C и выше. Для топлива с более высоким содержанием серы (до 1000 ppm) скорость износа выравнивается при более высоких рабочих температурах, 80-100 °C.

За почти двадцать лет, прошедших с момента публикации этих результатов, сера была практически полностью исключена из топлива в Северной Америке и Европе. Автопроизводители теперь используют передовые системы терморегулирования, обеспечивающие быстрый прогрев двигателя, что в сочетании с топливом с пониженным содержанием серы эффективно нейтрализует низкотемпературное кислотообразование.

Моторы, эксплуатируемые с 2017 года на топливе со сверхнизким содержанием серы в холодном климате, безусловно получили выгоду от снижения кислотообразования, однако двигатели, разарботанные до внедрения стандартов Tier 3, как ожидается, будут испытывать более высокий износ в холодном климате, пропорционально содержанию серы в топливе. Хотя термостат охлаждающей жидкости помогает довести двигатель до надлежащей рабочей температуры, синхронизация температуры масла и охлаждающей жидкости занимает больше времени, даже если двигатель оснащен современным ламинарным масляно-водяным теплообменником.

В результате двигатель может достичь желаемой температуры охлаждающей жидкости, однако масло может всё ещё находиться в зоне риска образования кислот. Это особенно актуально для автомобилей, ездящих на короткие расстояния, даже в тёплом климате, поскольку побочные продукты сгорания, соединяясь с влагой в картере, образуют кислоты, которые могут повредить как поршневые кольца, так и стенки цилиндров. В случаях, когда масло не достигает полной рабочей температуры регулярно, например, при движении с частыми остановками в холодную погоду, та же Porsche рекомендует менять его чаще, чтобы гарантировать 100% эффективность защиты всех внутренних компонентов двигателя.
 
Последнее редактирование:
В 1985-м Мазерати представила прессе ещё одну разработку, экспериментальную, двигатель Biturbo с 6-клапанными головками, названный 6.36.



Декларируемые особенности и преимущества этого решения:

- две пары верхних распредвалов с приводом от зубчатого ремня,
- 6 клапанов на цилиндр, центральные расположены под другим углом к внешним, для повышения турбулентности и более равномерного смешивания,
- снижение инерционных напряжений благодаря чрезвычайной легкости компонентов привода клапанного механизма с двумя рокерами на цилиндр,
- простая регулировка клапанных зазоров благодаря запатентованной системе с "пальцевым" контролем,
- центральное расположение свечей зажигания наиболее оптимальное для процессов сгорания,
- более низкая температура камер сгорания благодаря более оптимальному потоку охлаждающей жидкости внутри головок,
- более высокая возможная степень сжатия при той же детонационной стойкости топлива для большей мощности и меньшего расхода,
- более низкий удельный расход топлива.





Головка в металле.



Двигатель 2.0 с этими головками, с инжекторным питанием и турбокомпрессорами с жидкостным охлаждением, был изготовлен и испытан, получена отдача в 260 сил @7,200, при всего 0.8 Барах избытка от турбокомпрессоров.

Но, сложность по отношению к 4-клапанной схеме оказалась не пропорциональна плюсам, а стоимость росла значительно, поэтому 6-клапанная не была запущена в производство. Было решено внедрить 4-клапанные головки с двойными верхними распредвалами, когда это станет актуально, и когда существующая 3-клапанная схема с единственным верхним распредвалом на головку станет фактором, ограничивающим по пропусканию воздуха (это было реализовано в 1989-м).

 
Последнее редактирование:
С неизбежным увеличением массы поршней, вызванной бОльшим их диаметром, нагрузки не могли не увеличиться.

Что-то здесь не так.