Автомобили с ДВС и гибриды: история, настоящее, будущее

В виде примера, М5 E34.

Колёсная база оставлена от массовой 5-ки, оптимизированной под размещение пассажиров на заднем ряду, и под повышенную стабильность на высокой скорости, в ущерб живости реакций. Также, у базовой 5-ки заимствована оптимизации под снижение шумов и вибраций, с сопутствующим этому ростом массы и инерционности, в ущерб живости реакций.

Колея, от неё же, оптимизирована под минимально возможный мидель при заданной высоте и ширине салона, которая в свою очередь была продиктована удобством посадки-высадки и размещения, в ущерб величине кренов. Существенное увеличение колеи повлекло за собой изменение боковин кузова, а оно, замену кузовных штампов, при массовом штампованно-сварном кузове это дорого, поэтому, произведено не было.

Мотор основан на массовой разработке 70-х, M30, оптимизированной под массовый выпуск с умеренной производственной стоимостью, отсюда конфигурация L6 с одной головкой вместо двух, двумя распредвалами вместо четырёх, с более простым приводом ГРМ, поэтому же, блок закрытого типа из чугуна. Основные модификации, мультидроссель от Weber, и поршни от Mahle, довольно недорогие, ЭБУ управления от Siemens взят от базовой модели.

5-ступенчатая коробка, как и у базы, поставки Getrag.

Кузов, тот же оптимизированный под массовый выпуск, что и у базы, с умеренной производственной стоимостью, и умеренной стоимостью ремонта у дилеров, отсюда исключительно штампованной-сварная сталь.

Иное, аэро-оптимизированные колёсные диски, под комбинацию лучшего обдува тормозных, при том же минимальном возмущении потока боковин у колёсных арок, и минимизации через это площади заднего завихрения. Низ переднего бампера, получивший небольшой спойлер для снижения подъёмной силы на передней оси, небольшие рокер-панели порогов, для снижения возмущения потока от колёс, и небольшой спойлер на крышке багажника для снижения подъёмной силы на задней оси. Лёгкий пакет аэро-оптимизации, обходящийся недорого, и не сильно снижающий клиренс.

E34_01.jpg


Подвески базы, оптимизированные под массовый выпуск с умеренной производственной стоимостью, с заменой материала части элементов на алюминий, и изменением жёсткости сайлентблоков. Иные изменения, самоблокирующийся дифференциал с алюминиевым корпусом от ZF вместо открытого у базы с чугунным.

E34_sus.jpg


Базовый передний Макферсон, схема выгодная по производственной стоимости, компактности, и по неподрессоренной массе. Минусы, не лучший контроль развала, и высокий гистерезис, так как шток амортизатора по сути работает в ней верхним рычагом, на изгиб, отсюда трудность получить линейность отклика на рулевые воздействия в небольших углах, и максимальный уровень сцепления с покрытием, и такую же устойчивость.

В данном варианте он системы VSA, с двумя шаровыми на кулак, изначально она была разработана в 70-х для старшей Е23, чтобы снизить отдачу в рулевое на неровностях и одновременно поставить в колёсные диски заданного диаметра большие по размеру тормозные диски, чтобы дать этой довольно тяжёлой машине приемлемую тормозную динамику. Унаследован в 80-х в модифицированной форме Е28, которая, в свою очередь, передала его Е34. В М-версии он получил нижние рычаги в алюминии, для дальнейшего снижения нреподрессоренной массы, и так небольшой, и через это, повышения комфорта. Boge поставила опциональные амортизаторы с электронным регулированием, по спецификации и калибровкам клапанной системы подготовленным БМВ, нужные для повышения комфорта на плохих дорогах.

Рулевое осталось от базовой версии, длинным и пустым в нуле, системы "винт-рециркулирующий шарик", так как разработчики базы в БМВ предпочли более высокую фильтрацию ударов, а также меньший радиус разворота большей прогрессивности в нулевой зоне и лучшему отклику.

Тормозные механизмы, чугунные однопоршневые, оптимизация стоимости.

E34_front.jpg


Сзади, стальные качающиеся диагональные рычаги, схема выгодная по производственной стоимости, компактности, и по неподрессоренной массе, основной критерий выбора, она даёт ровный пол багажника, важный для версии универсал. Минусы, не лучший контроль колеи и развала, что приводит к снижению уровня сцепления с покрытием, и устойчивости.

А также, не лучший контроль схождения, что приводит к возникновению избыточной поворачиваемости, при сочетании ряда условий. Поэтому, внешние крепления стальных качающихся диагональных рычагов у Е34 по отношению к Е28 получили небольшие реактивные тяги, в алюминии (и соответствующие растяжки в стали), которые видны на снимке ниже. Эти модификации позволили на сбросе газа или торможении в повороте лучше контролировать вариации схождения-расхождения заднего внешнего колеса, возникающие под действием двух сил, боковой и тормозной. Данное изменение убрало склонность к заносу в этих условиях, при применении достаточно податливых втулок диагональных рычагов, в свою очередь нужных для обеспечения требуемой в быту фильтрации ударов и вибраций.

Тормозные механизмы, чугунные однопоршневые, снова оптимизация стоимости.

E34_rear.jpg
 
Последнее редактирование:
Реклама
И это рационально, так как любая фирма которая попыталась бы внедрить дающие лучшие параметры кузов, подвески, мотор, столкнулась бы с вопросом как возвращать вложения.

А никак, когда нет массовой базовой модели, но базовая существенно дорожает будучи выполнена так, и вылетает из конкурентоспособности с более простыми. Не пойдёт, если ты не Бенц.

Если включать все их в цену, машина получается такой дорогой что круг покупателей резко сужается. Это повышает удельные издержки разработки сертификации и поддержки в пересчёте на машину, и делает её ещё более дорогой. Становится необходимо чём-то экономить, например на проработке деталей салона, или охвате дилерской сети. Но это тоже оттолкнет часть покупателей.
 
Опять вопрос а какую степень родства с реальным автоспортом готовы стерпеть клиенты, и сколько их таких будет.

Если принять М5 как наиболее близкую к бытовым машинам, пример с противоположной части спектра, наиболее близкой к реальному автоспорту.

Де Томасо согласился в начале 90-х попытаться выпустить машину разработки Джакомо Калири, экс-конструктора Феррари и команды Minardi F1. Успели даже сделать макет кузова данного проекта, Tipo 340, в 1990-м, и представить его прессе как прототип будущей верхней модели марки Мазерати, Chubasco.

00.jpg

01.jpg


Прогрессивная аэродинамика, сравнительно короткая база (2.65), широченная колея (1.61/1.66), дававшие соотношение колея/база 1.63, и минимальные высота (1.12), центр масс и мидель.

Шасси и компоновка формульного Lotus 88 образца 1980-го, который был тогда запрещён правилами, где верхняя часть кузова соединялась с шасси только на 4-х специальных подвесах. В центре на продольной оси корпус топливного бака из алюмо-композита, сзади к нему крепится мотор, как структурный элемент, к нему коробка и пространственная структура из магния, к которой стальные трубчатые рычаги подвески, и магниевые кулаки, такая же структура и подвески крепится к корпусу бака спереди.

04.jpg


Подвески формульного типа, бескомпромиссные, на двух длинных трубчатых поперечных рычагах, с установленными внутрь пространственных структур амортизационными стойками, и приводом их через магниевые рокеры и стальные пушроды.

03.jpg


Двигатель, тот самый битурбо 3.2 V8 от Shamal, только в варианте с сухим картером с выносным масляным баком, и турбонагнетателями под 430 сил отдачи.

02.jpg


Фиат выкупивший половину марки у Де Томасо в 89-м (и остальную половину в 93-м), остановил этот проект. То что успели разработать для Tipo 340, реализовали уже с битурбо 2.0 V6 от Ghibli, в варианте с мокрым картером, и турбонагнетателями под 320-350 сил отдачи, назвав это Barchetta, и представив в 1992-м году.

05.jpg


Предназначена она была по замыслу Фиата для моно-чемпионата на основных гоночных трассах Италии, ради рекламы дорожных моделей Мазерати.

05a.jpg


Колёсную базу чуть уменьшиои (2.60), колею сзади сузили (1.61/1.58), соотношение колея/база осталось теми же 1.63, высоту снизили (0.85), убрав стойки кузова.

06.jpg


При разработке уже использовали FEM моделирование.

07.jpg


08.jpg
 
Последнее редактирование:
Для быта в 1990-м выпустили Shamal, с битурбо 3.2 V8, на основе усиленного по жёсткости на кручение кузова Biturbo кабрио, с дополнительной верхней поперечной структурой жёсткости, выделенной иным тоном, и 6-ступенчатой коробкой Getrag. Все идеи по подвескам, аэро-оптмизации кузова для Ghibli II оттуда. Их продали всего 369 штук.

Энтузиасты до сих пор поддерживают в состоянии.

00.jpg

01.jpg

02.jpg

03.jpg

04.jpg

05.jpg

06.jpg

07.jpg

08.jpg

09.jpg
 
Колёсная база 2.40 с колеёй 1.51/1.55 и высотой 1.30 сочетается довольно интересно.
 
Реклама
Горловина заливания омывайки с потерянной крышкой видимо.
 
Последнее редактирование:
Из реальных новаций, на Shamal дебюта 1989 года, ближний полиэллиптический свет с линзой от итальянской Carello (дальняя секция по-прежнему рефлекторная). В 1992-м на Ghibli II они появились под единым колпаком из поликарбоната.

pe.jpg
 
Энрико Фумиа говорит что такие полиэллиптиеские фары для ближнего и дальнего были готовы у Carello ещё в 1980-м, они продемонстрировали ему в своей "тёмной комнате" их эффективность, но вследствие технологии изготовления и малого тиража они стоили в 10 раз дороже привычной рефлекторной блок-фары, поэтому никто из итальянских автопроизводителей их не заказывал, что в свою очередь не давало снизить цену.

Они договорились что он использует их на своём концепте Pininfarina Quartz для Ауди, образца 1981 года, с упоминанием об этом в буклете.

audi_quartz_concept_2.jpeg
 
Из немецких автопроизводителей первыми такие внедрила БМВ в 1986-м на Е32, в секции ближнего, поставщик немецкая же Hella. Из японских первым был Ниссан в 1988-м, с моделью Cefiro, для ближнего и дальнего, кто поставщик не детализировано.

nissan_cefiro_70.jpeg
 
Последнее редактирование:
Фумиа предложил использовать такие фары от Carello Фиату, для переднеприводной фиатовской Альфы GTV, с кузовом его разработки, ещё в 1987-м, когда её стиль был утверждён ими, но те отказались сказав это дорого и вообще нереально. В конечном итоге они согласились, когда он показал им в качестве примера фару серийного Cefiro, которую по его запросу ему прислали контакты в Хонде, поскольку та была давним клиентом Пининфарины.

Но не поддержали своих из Carello, а отдали заказ немецкой Hella, в рамках большого фиатовского контракта на закупки у Tier1 немецких поставщиков (её должен был делать Бош, в его рамках, но в итоге сделала Hella). Использовали их для ближнего света и для противотуманных фонарей серийной GTV 1994-го, дальний у неё рефлекторный. Вот так, 12-14 лет от появления инновации у поставщика, до внедрения её Фиатом, и 7 лет от "дизайн-фриза" до начала выпуска.

alfa_romeo_gtv_34.jpeg
 
Чтобы перейти к мотору V6 от Тойоты, нужно рассказать про исторический V6 Альфы, так как там будут решения от него.
 
Реклама
Этот V6 Альфы был разработан в 60-х годах, частично на решениях их бытового 2.6 V8 того периода, который в свою очередь заимствовал их у чисто автоспортивного 2.0 V8 фирмы.

Отсюда пришло решение с блоком из алюминиевого доэвтектического сплава, первичного сырья, гравитационного литья в песок, с толстостенными чугунными гильзами мокрой посадки.

Гильзы вот такие.

05.jpg

06.jpg


К таким гильзам идут уже современные алюминиевые поршни с короткой юбкой, лёгкие, с антифрикционным покрытием на юбке.

07.jpg

08.jpg


Такой широкий но не тяжёлый 93 мм поршень дополняет 130.9 мм кованый шатун, не длинный, и не тяжёлый. Меньше масса, ниже инерция, ниже нагрузки.

09.jpg

10.jpg


Всё это сочетается с коленвалом под развал в 60 градусов. Такой угол выбран потому что он для V6 даёт равномерный 120-градусный интервал зажигания (360х2=720/6=120). Это даёт минимальные вибрации и плавность, что важно для бытового мотора.

Для того чтобы его получить, шейки каждых вторых шатунов надо довернуть на определенный угол. Но, это вызывает снижение жёсткости коленвала, поскольку их совместное сечение снижается, что вредно с точки зрения нагрузочной способности и вибраций. Чтобы устранить это снижение, конструктор Джузеппе Буссо вводит в 60-х промежуточные противовесы жёсткости между такими шейками. В итоге получается коленвал похожий на таковой у рядного 6-цилиндрового мотора, но более короткий, поэтому более жёсткий.

Коренные шейки, большого диаметра, из автоспортивной практики, чтобы лучше распределить нагрузки, шатунные тоже на самые маленькие. Для повышение прочности коленвал выполняется ковкой, а шейки упрочняются газовым азотированием, это тоже пришло из автоспорта. Чтобы снизить дисбаланс и вибрации, каждый коленвал балансируется на стенде с поршнями и шатунами, это тоже оттуда.

Моменты первого порядка у такой V6 схемы сбалансированы, но есть дисбаланс по моментам второго (rocking couple), так как это две рядных тройки, изначально его имеющие. Буссо устраняет его применением шкива коленвала и маховика с выборками, дающими смещение центра масс, вместо применения крайних противовесов увеличенного размера, так как это снижает инерцию.

11.jpg


Алюминиевый блок 4-опорный, с отдельными крышками коренных подшипников глубокой установки (deep skirt), болтов на крышку по два.

14.jpg


Масляный насос однорежмный, полностью металлический, с приводом от промежуточного вала привода распределителя зажигания, который в свою очередь приводится от зубчатого шкива ремнём ГРМ.

12.jpg

13.jpg
 
Последнее редактирование:
Назад