Автомобили с ДВС и гибриды: история, настоящее, будущее

[Touring]

Достаточно интересно про трудоёмкость заводской калибровки по детонации, или почему не надо делать "тюнинг".

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

Общую эффективность систем управления детонацией ограничивают два основных фактора:

- применимость и совершенство стратегии управления детонацией (KSC),
- точность и повторяемость калибровки этой стратегии.

Очень немногие "тюнеры" понимают всю сложность управления детонацией, выходящую за рамки базовых вещей, поэтому испытывают трудности с правильной и надёжной калибровкой. Кроме того, из-за недостатка знаний их стратегии часто оставляют желать лучшего.

Правильная калибровка системы управления детонацией в стиле заводской от автопроизводителя начинается с проверки аппаратной части и системы обработки сигнала, уделяя особое внимание соотношению сигнал/шум и частотному распределению. Затем переходят к реакции системы управления углом зажигания (включая адаптацию), а затем, наконец, проверяют найденные параметры в максимально широком диапазоне предельных состояний оборудования и в широком диапазоне условий окружающей среды. Как правило, калибровка и валидация KCS для одного варианта двигателя требует полной занятости двух инженеров в течение примерно 6-ти месяцев для осуществления калибровки на испытательном стенде, а затем одного инженера в течении ещё 6-ти месяцев для её валидации, включая дорожную.

Если вы не обладаете знаниями о надёжном сборе данных и высокоскоростной обработке сигналов, то, скорее всего, ваша KCS не будет оптимально откалибрована для любых условий и состояний. Следовательно, чем агрессивнее вы работаете с базовыми таблицами угла опережения зажигания, тем больше вероятность поломки двигателя, когда ваша KCS не отреагирует должным образом.

Также следует помнить что неконтролируемое запаздывание зажигания может быть столь же разрушительным, из-за чрезмерного повышения температуры выхлопных газов, как и чрезмерное опережение.

 

[G8000]

Достаточно интересно про трудоёмкость заводской калибровки по детонации, или почему не надо делать "тюнинг".

Да это понятно, не надо туда лезть где ничего не знаешь. У меня была Altima 2002 года выпска. у них был мотор VQ35 на коррый придумали апгрейд от Stillen. Типа новозеладский гонщик Steve Millen который гонял на ниссан в ралли сдела свой тюнинг бренд для ниссан. короче они ставили компрессор и новые мозги на заводской двигатель и раскручивали его где то до 550 лс. я все думал даже если он в теории работает, мотор расчитан на 240 лс и соответсвующие нагрузки. Он же не должен держать вдвое большую мощность! Вопросом это было для меня пару лет, после чего больше этот набор уже не продавался.
Что касается, из того что мой механик мне рассказывал - он их делал. Хорошие деньги на зарабатывал на БМВ, даже на простом техобслуживании. Хотя сам ездил на стареньком ниссане, а потом купил новый Hyndai Pallisade

 

[Touring]

Он всё же не рассчитан на 240, полученных умножением момента в 300 Нм на оборотах 5,800, на эти самые обороты.

Крутящий момент это функция качества проработки впускного тракта и наполнения цилиндра воздухом, общего рабочего объёма, и степени сжатия, при не детонационном сгорании. Для наддувных версий вдобавок умножить на коэффициент избытка наполнения. У данной версии мотора 3.5 приведены 334 Нм @4,400, что даёт удельный момент 95 Нм/л, это указывает на не очень высокую степень сжатия в 10:1, выбранную под обычный бензин, на неплохую степень проработки впускного тракта, и на отсутствие наддува. Показатель его тепловой нагрузки, это удельная отдача на цилиндр, здесь он около 29 кВт/цилиндр, что тоже немного, ровно как у 160-сильной четвёрки.

 

[G8000]

Он всё же не рассчитан на 240, полученных умножением момента в 300 Нм на оборотах 5,800, на эти самые обороты. Момент это функция качества проработки впускного тракта и наполнения цилиндра воздухом, для наддувных вдобавок умножить на коэффициент наполнения, общего рабочего объёма, и степени сжатия, при не детонационном сгорании. У данной версии мотора 3.5 приведены 334 Нм пиковых @4,400, что даёт удельный пиковый момент 95 Нм/л, это указывает на не очень высокую степень сжатия в 10:1, выбранную под обычный бензин, на неплохую степень проработки впускного тракта, и на отсутствие наддува. Показатель тепловой нагрузки, это удельная отдача на цилиндр, здесь он около 29 кВт/цилиндр, что тоже немного, ровно как у 160-сильной четвёрки.

здесь не совсем вопрос дизайна.
Во первых, каждые 4 года нужно демонстрировать "улучшение" в дизайне для принятия публикой.
Во вторых, то же двигатель на Infifniti в то время выдавал под 270 лс на премиуме
В третьих, окончательно VQ35 на премиумном бензине выдавал помоему 317 лс, VQ37 объемом в 3.7 был если помню 337 лс. Мне нравились Infiniti, хотел купе. двигатель в отличии от ниссан там шёл в продольной установке и на передний мост ставили маленький кардан. получался полный привод. Красота!

И все эти шарик-марик следите за руками только для публики для сравнения. Производители глядя друг на друга соответсвенно подкручивали свои двигатели по мощности до того же уровня, пока один не накрутил больше и тогда все подтягивались к новой цифре.
3.5 литров мотор от Honda на простом бензине уже выдавал 300 л.с. Когда такой мотор стоял на двухдверном Accord достаточно сказать что это было приятное ощущение от разгона.

 

[Touring]

Переносимые тепловые и механические нагрузки определяет блок, по жёсткости опор коленвала и жёсткости в области цилиндров, по степени теплоотведения от цилиндров, головка или головки, по степени теплоотведения, в основном в области выпускных клапанов, коленвал по жёсткости и прочности его шеек, шатуны по их прочности и массе, а также вкладыши, ну и конечно поршни, по прочности, массе и переносимым ими тепловым нагрузкам. Все они могут быть оптимизированы под эти 86 Нм на литр и 5,800 пиковых или несколько более, при данной массе поршня и его рабочем ходе, а могут и нет, вынести и выше, или сильно выше, если у автопроизводителя есть более мощные версии на этом блоке и он сделал выгодную ему унификацию сверху вниз, что обычно и бывает.

 

[G8000]

Переносимые тепловые и механические нагрузки определяет блок, по жёсткости опор коленвала и жёсткости в области цилиндров, по степени теплоотведения от цилиндров, головка или головки, по степени теплоотведения, в основном в области выпускных клапанов, коленвал по жёсткости и прочности его шеек, шатуны по их прочности и массе, а также вкладыши, ну и конечно поршни, по прочности, массе и переносимым ими тепловым нагрузкам. Все они могут быть оптимизированы под эти 86 Нм на литр и 5,800 пиковых или несколько более, при данной массе поршня и его рабочем ходе, а могут и нет, вынести и выше, или сильно выше, если у автопроизводителя есть более мощные версии на этом блоке и он сделал выгодную ему унификацию сверху вниз, что обычно и бывает.

я работал на сборочном заводе FORD. были "стандартые" версии двигателя 3.5 литра которы шли на FORD и LINCOLN. но были и блоки EcoBoost. у блока цилиндров сразу метал другой. Это первое что заметно. помимо того что и Intake и Exhaust очевидно другие. Если сразу шла Tow Package то ставили дополнительный радиатор к коробке.

2002 год был выход новой Altima. Freaking Lemon Car... Эта модель была больше старшей по классу Maxima. Пару лет позже они сделали бОльшую Maxima но и соответсвенно чтобы она отличалась от меньшей Altima там накрутили 260 лс. Altima SE-R 2006го уже имела 265 лс на всё том же моторе. Яже говорю, это все игра на публику. им надо и ресурс обеспечить и прозапас сидеть и ничего не делая, просто подкручивая Fuel mapping

 

[Ту-155]

и раскручивали его где то до 550 лс. я все думал даже если он в теории работает, мотор расчитан на 240 лс и соответсвующие нагрузки.

За счет ресурса, вестимо. Один двигатель - одна гонка.

 

[G8000]

За счет ресурса, вестимо. Один двигатель - одна гонка.

думаю так и было. несколко раз обороты закинет в Red line и мотору кирдык

 

[Touring]

За счет ресурса, вестимо. Один двигатель - одна гонка.

У меня была машина с бытовым атмосферным 2.5 V6, принципиальной разработки конца 60-х, с 4-клапанными головками и приводом ГРМ разработки конца 80-х, оснащённый бошевским ЭБУ и зажиганием конца 90-х.

Параметры: 226 Нм @6,200 оборотов x 6,200 = 140 кВт x 1.36 = 190 PS.

Завод разработал и вариант объёма 3.2, основные цели как и с 2.5 это снижение частоты обслуживания, шумов и вибраций, и удовлетворение нормам Евро-4.

Параметры: 284 Нм @6,200 оборотов x 6,200 = 176 кВт x 1.36 = 240 PS.

- блок принципиально тот же что и у базового 2.5, но перемычка между рядами цилиндров стала шире, для сохранения той же жёсткости на кручение, так как диаметр гильз стал больше,
- заменены чугунные гильзы на более широкие, под это модифицированы прокладки,
- в новые гильзы поставлены 93 мм поршни, вместо 88 мм у 2.5, к ним соответствующие кольца,
- выбором высоты поршней геометрическая степень сжатия чуть увеличена, с 10.3:1 у 2.5 до величины 10.5:1,
- заменены шатуны, под выросшие механические нагрузки,
- коленвал по сплаву и обработке остался тем же, что и у 2.5, был изменён вынос его шатунных шеек, за счёт чего увеличен ход поршня, с 68.3 до 78 мм,
- путём увеличения диаметра цилиндра и хода поршня был получен общий объём 3.18,
- головки принципиально те же что у 2.5, отличие в больших по размеру клапанах, чтобы прокачать больше воздуха с минимальными ограничениями,
- в них установлены впускные распредвалы с чуть иной формой кулачков, под большую длительность открытия впускных клапанов, чтобы прокачать больше воздуха,
- впуск и привод ГРМ оставлены теми же, диаметр каналов коллектора был увеличен, чтобы получить ту же скорость потока при изменившемся объёме цилиндра,
- был оставлен тот же по диаметру дроссель,
- форсунки и бензонасос оставлены теми же, их производительности хватало под новое пиковое количество топлива,
- ЭБУ, система зажигания и управления углом опережения оставлены теми же, карты переписаны.

В начале 2000-х заводские разработчики сделали из него малосерийный атмосферный вариант, 3.75 V6.

- блок взят от серийного 3.2,
- заменены чугунные гильзы на ещё более широкие, под них модифицированы прокладки,
- в эти гильзы поставлены 101 мм поршни, вместо 93 мм у 3.2, к ним соответствующие кольца,
- геометрическая степень оставлена равной 10.5:1, как у серийного 3.2,
- заменены шатуны под выросшие механические нагрузки,
- коленвал с ходом 78 мм оставлен от серийного 3.2,
- в итоге увеличения диаметра цилиндра получили общий объём 3.75,
- головки и распредвалы взяты у серийного 3.2,
- впуск и привод ГРМ оставлены теми же,
- заменён дроссель на больший по диаметру, чтобы прокачивать воздух с минимальными ограничениями,
- заменены форсунки и бензонасос на варианты с большей прокачкой, под новое пиковое количество воздуха,
- ЭБУ, система зажигания и управления углом опережения оставлены теми же, карты переписаны.

Параметры: 332 Нм @7,300 оборотов x 7,300 = 242 кВт x 1.36 = 330 PS.

Далее к 3.75 ими был добавлен приводной компрессор от Rotrex, модель C38-81.

- учитывая его пиковое давление в 0.75 Бар, выбором высоты новых 101-мм поршней геометрическая степень сжатия снижена с 10.5:1 до 8.5:1,
- оставлены шатуны от атмосферной версии 3.75, они выдерживали выросшие механические нагрузки,
- впуск оставлен принципиально тем же, за исключением переконфигурации его под компрессор,
- оставлены форсунки и бензонасос от 3.75 которые позволяли прокачать большее количество топлива, под большее пиковое количество воздуха,
- ЭБУ, система зажигания и управления углом опережения оставлены теми же, карты переписаны.

Параметры: 451 Нм @7,000 оборотов x 7,000 = 316 кВт x 1.36 = 430 PS.

Конечно же серийные 2.5 и 3.2 гораздо более долговечны, чем 3.75 и чем компрессорный 3.75, на уровне многих сотен тысяч километров, но какое-то количество десятков а то и сотню тысяч километров проехали и те. Чтобы выйти на уровень долговечности 2.5/3.2, и предложить их в серии, нужно было перерабатывать блок разработки 60-х, под ещё большую жёсткость. В свою очередь, чтобы окупить эти затраты, нужен был достаточный спрос на подобные версии с повышенной отдачей, его не было.

 

[zopuh]

Достаточно интересно про трудоёмкость заводской калибровки по детонации, или почему не надо делать "тюнинг".

Это от "тюнеров" зависит.
Общался с людьми которые строили машины на motec, там 3d maping карт зажигания и впрыска в реалтайме. Правда стоит такая работа освежающе дорого.

 

[Touring]

Здесь же тоже в реалтайме, карты в принципе 3d (угол Z - нагрузка Y - обороты X), отличие заводских что у автопроизводителя есть ресурсы поверить оборудование, проверить множество комбинаций топлив и условий, и заложить максимальный зазор на отсутствие детонации.

 

[Touring]

Вот для примера базовые заводские карты угла зажигания 928-го Порше с 4-клапанными головками и степенью сжатия 10:1, под RON 98-й и под RON 91-й, и дифференциал угла между ними.

 

[Touring]

у меня механик говорил что пока есть бмв он всегда сможет зарабоать себе на хлеб просто на обслуживании. после 100 тыс км для него это просто рай

Раньше немецкие машины были сконструированы так чтобы до 160-200 тысяч не требовать ничего менять, только масла-фильтры, колодки и диски, шины. Начиная со 160-180-ти тысяч появлялись изнашивающиеся компоненты не из списка выше, поэтому на этом пробеге их немцы и сливали, в основном на экспорт, за 20-30% изначальной цены.

Вот как было с Оллроадом выпуска 2003-го, из истории обслуживания, красным выделены отказы, в скобках фактический интервал замены.

1. Первый немецкий владелец взял его на фирму, всего два плановых ТО у официалов, как в Ауди и задумали:

26,000
- масло и масляный фильтр, салонный фильтр, топливный фильтр (1 год/26,000)
- замена хомута жиклёра омывателя заднего стекла

60,000
- масло и масляный фильтр, воздушный и салонный фильтры, топливный фильтр (1.5 года/34,000)
- воздушный фильтр (2.5 года/60,000)
- тормозная жидкость (2.5 года/60,000)

2. Пробег 66,000, возраст 3.5 года, снятие с учёта первым владельцем, и продажа официальному дилеру, тот подготовил машину к продаже, сделав ещё одно ТО:

66,000
- тормозные диски и колодки передние и задние (3.5 года/66,000)
- замена пыльников направляющих переднего суппорта
- замена ремкомплекта омывателя задней двери

3. И продал второму немецкому владельцу, тоже на фирму, у того было у официалов шесть ТО, из которых всего одно не плановое а по ушедшему по параметрам датчику:

80,000
- масло и масляный фильтр, салонный фильтр, топливный фильтр (1.5 года/20,000)
- тормозная жидкость (1.5 года/20,000)
- щётки стеклоочистителя (4.5 года/80,000)
- пыльники передних внешних ШРУСов (4.5 года/80,000)

108,000
- масло и масляный фильтр, салонный фильтр, топливный фильтр (1.5 года/28,000)
- воздушный фильтр (3 года/48,000)

118,000
- ГРМ-сервис c заменой помпы, термостата, антифриза и свеч накаливания (6.5 лет/118,000)

128,000
- тормозные диски и колодки передние и задние (3.5 года/62,000)
- щётки стеклоочистителя (2.5 года/48,000)

144,000
- масло и масляный фильтр, воздушный и салонный фильтры, топливный фильтр (1.5 года/36,000)
- тормозная жидкость (3 года/64,000)
- передние тормозные шланги (7.5 лет/144,000)
- замена водительского стеклоподьёмника

149,000
- замена датчика температуры двигателя

4. На пробеге 160,000, в возраст 8 лет, снятие с учёта вторым немецким владельцем, и продажа барыге-автохандлеру, далее продажа им на экспорт нам.

Расходники которые надо было по факту заменить:

- пневмобаллоны (1,500 евро в Ауди оригинале + работа)
- шины (700 евро + работа)
- пыльники передних внешних ШРУСов (50 евро в Ауди оригинале + работа)
- аккумулятор (100 евро)

Из плюсов:

+ отсутствуют ошибки по двигателю и основным системам, нет расхода масла двигателем,
+ есть остаток по ресурсу установленного комплекта ГРМ и свечей накаливания (4 года или 40,000)

 

[astoronny]

...прикоснемся к истории...

 

[Touring]

Небольшой разбор, как именно сделан атмосферный двигатель Ferrari 360, практически последний старой школы.

Фактически, это двигатель предыдущей 355-й машины, скорректированный под меньший объём трудозатрат при плановом обслуживании, и чуть-чуть под меньшие выбросы.

Базовые данные:

- 8 цилиндров, угол развала 90 градусов,
- диаметр цилиндра 85 мм, ход 79 мм, ход/диаметр = 0.93
- 448 см3 объём каждого цилиндра, и 3,584 см3 общий.

Его блок цилиндров повторяет предыдущую 355-ю, и восходит по конструкции к 308-й машине 1970-х, он выполнен из доэвтектического алюминиевого сплава с повышенным содержанием магния, более жаростойкого чем бытовые блоки с меньшим его содержанием. Алюминий на фоне чугуна, привычного материала блоков бытовых моторов вплоть до 90-х годов, даёт повышенную теплопроводность, а также снижение массы. Технология изготовления данного блока, традиционное литьё в песок, в качестве сырья ради достижения более высокой однородности металла и в конечном итоге более высокой прочности использован первичный алюминий. Большинство современных бытовых блоков из алюминия использует процесс литья высокого давления, дающий значительно более высокий темп их производства, и невысокую стоимость, и более дешёвый вторичный алюминий, переработки.

Блок по конструкции закрытого типа, при этом, со стальными тонкостенными гильзами мокрой посадки, и поцилиндровыми 360-градусными галереями охлаждения, пришло это в бытовые моторы V12 от автоспортивных двигателей фирмы ещё в 40-х годах, а бытовые V8 в 70-х. Сделано это ради более высокого качества охлаждения, недостижимого в традиционных чугунных и алюминиевых блоках закрытого и у большинства алюминиевых блоков открытого типа, где трудно или же невозможно при литье выполнить галереи охлаждения между цилиндрами достаточного сечения.

С мокрыми гильзами есть и другой плюс, нет повышенного теплового сопротивления на стыке чугуна гильзы и алюминия основного блока, из-за неоднородности прилегания такой вставной гильзы, что стандартно для недорогих современных алюминиевых блоков открытого типа, с гильзами сухой посадки или же со вставляемыми на этапе литья в форму. Одновременно, здесь не потеряна жёсткость блока, как в недорогих алюминиевых блоках отрытого типа, гильзованных сухим способом.

На стенки гильз поставки Mahle нанесено никель-карбид кремниевое покрытие, по технологии этой фирмы, имеющей название Nicasil, чтобы упрочнить их, получив при этом требуемые фрикционные характеристики.

Всё это дороже по сырью, по процессу литья, по процессу гальванизации гильз, наконец, такая технология гильзовки предопределяет только ручную сборку, более дорогую, и не очень высокий её темп. Преимущества описаны выше.

Поршни алюминиевые, из жаростойкого сплава, технология изготовления ковка, они облегчённые, с короткой "юбкой", массой 290 грамм каждый.

Ещё одно отличие от чисто бытовых моторов в том что проектирование велось под 10,000 предельных оборотов, ровно как и двигателя 355-й, и, чтобы выдержать нагрузки при перекладке поршней на подобных оборотах, были выбраны высокопрочные титановые шатуны, I-профиля, и минимальной массы, тоже всего 380 грамм.

В силу таких оборотов, проект предполагал отклонение массы шатунов и поршней всего в 2%, с селективным их подбором, как и точным выставлением зазоров в соединениях. Все двигатели этих машин после сборки тестировались при производстве на моторном стенде вплоть до подобных предельных оборотов.

Как и у всех моторов V8 с 90-градусным углом развала, здесь по паре шатунов на одной шатунной шейке, что даёт равномерный интервал зажигания, и работает на меньшую длину коленвала, и его большую жёсткость. Коленвал стальной, технология его изготовления ковка, ради достижения нужной прочности и в конечном итоге снижения массы.

Коренные шейки у коленвала намеренно большого диаметра, что способствует лучшему распределению нагрузок и теплоотведению, несмотря на сопутствующий этому рост внутреннего трения. Упрочнение всех шеек, традиционное для Феррари газовое азотирование, дающее наиболее глубокий слой металла повышенной прочности, технология заметно более дорогая чем общепринятая для бытовых моторов закалка токами высокой частоты, но и более эффективная.

Из традиционного для Феррари, и отличающего их двигатели от других V-моторов, шатунные шейки расположенные в одной плоскости (flat plane). За счёт данного решения реализован меньший размер противовесов, что приводит к меньшей массе коленвала, всего 17.1 кг, и, поэтому, к снижению инерции. А также, к динамическому эффекту очищения цилиндров от выхлопных газов (scavenging), из-за порядка зажигания с чередованием рядов цилиндров, и выпускного коллектора каждого ряда вила 2 по 2 в 1, это даёт лучшее наполнение воздухом, и, в конечном итоге, приводит к росту отдачи. И то и другое было приоритетом конструкторов фирмы, и заимствовано ими из автоспорта.

В бытовом варианте коленвала с шейками довёрнутыми на 90 градусов (cross plane) для эффективной балансировки требуются большие по размеру и массе противовесы, он поэтому тяжелее, инерция выше, порядок зажигания иной, поэтому выпускной коллектор здесь вида 4 в 1, из-за чего динамическое очищение цилиндров от выхлопных газов отсутствует.

Одновременно, такой порядок даёт специфический высокочастотный звук работы мотора машин Феррари, достаточно грубый. Более серьёзная плата за шатунные шейки в одной плоскости, нескомпенсированные силы второго порядка, что даёт повышенные вибрации, на фоне бытового варианта с шейками довёрнутыми на 90 градусов, с которыми эта проблема устранена, но с этой особенностью в Феррари как и в автоспорте предлагают смириться.

Крышки коренных шеек коленвала здесь глубокой установки в блок (deep skirt), достаточно массивные, с двумя основными болтами на каждую из них.

Выборки в днищах поршней, составляющих часть объёма камер сгорания, нужны для создания полезной турбулентности, ради лучшего смешивания в цилиндре топлива и воздуха, и в конечном счёте более полного сгорания.

Привод масляного насоса постоянной производительности осуществляется от коленвала однорядной цепью, у него две рабочих секции, подающая из очень невысокого картера, и откачивающая из него в выносной масляный резервуар, установленный на коробке передач. Общий объём заливки масла составляет 11 литров.

Картер сделан таким ради снижения высоты мотора и его более низкой установки в шасси, ради снижения центра масс, две секции насоса сделаны для снижения вероятности захвата насосом воздуха из-за кренов при маневрировании, и наступления масляного "голодания", объём масла диктуется необходимостью достаточного охлаждения им наиболее теплонагруженных подшипников мотора в режиме максимальной мощности.

У бытовых машин масляный насос как правило переменной производительности, ради экономии одного процента расхода топлива, всего одна подающая секция, тоже ради экономии, и основной масляный резервуар встроен в картер, ради неё же. У моторов примерно равного рабочего объёма и такого же числа цилиндров объём заливки составляет 6.5-8 литров, ради "экологии" и экономии.

В следующей части, описание верха этого мотора.

 

[zopuh]

У 355-ой был очень интересный двигатель...

 

[Touring]

Мотор 360-й будучи эволюцией двигателя 355-й унаследовал от неё и 5-клапанные головки, в свою очередь они появились в автоспорте у Феррари в 1989-м, откуда и были взяты для 355-й. Первой с 5-ю клапанами на цилиндр в автоспорте была Ямаха, в 1985-м, со своим 75-градусным V6 объёма 2.0, с шестерёнчато-ременным приводом ГРМ, выдававшим 330 сил на 11,000 оборотах.

 

[Touring]

5-клапанные головки с узким углом в 22 градуса между впуском и выпуском, как упомянуто выше, повторяют предыдущую 355-ю машину, и восходят по конструкции к автоспортивным моторам Феррари конца 1980-х - начала 90-х.

Как и блок, они выполнены из доэвтектического алюминиевого сплава с повышенным содержанием магния, более жаростойкого. Технология изготовления головок, как и у блока традиционное литьё в песок, в качестве сырья ради достижения более высокой однородности металла и более высокой прочности также использован первичный алюминий.

Большинство современных бытовых головок из алюминия использует процесс литья низкого давления, приводящий к пониженной пористости, он даёт более высокий темп производства, и более низкую стоимость, чем литьё в песок, обычно для этого компонента в бытовых также используется первичный алюминий.

Как видно, 5-клапанная камера сгорания имеет не треугольную как у большинства 4-клапанных, а более сложную форму, c специальными выступами в межклапанном пространстве. Заметно также, что углы установки боковых и центрального впускных клапанов не совпадают.

Это очевидно на фото впускных портов.

Выпускные порты.

 

[Touring]

В силу предельных оборотов в 10,000 привод шкивов распредвалов осуществляется двумя малоинерционными зубчатыми ремнями, по одному на ряд цилиндров.

Расчёт резонансов и вибраций данной системы продиктовал минимальную длину этих ремней, для чего привод нижних шкивов от коленвала реализовали через косозубые шестерни, которые видны на данном фото. Это тоже типичное автоспортивное решение, конечно не такое устойчивое к оборотам как чисто шестерёнчатый каскадный привод распредвалов двигателей работающих на 12,000 и выше, зато гораздо более тихое и долговечное.

Нижние шкивы.

Фото с установленными распредвалами, верхними шкивами, ремнями привода, и натяжителями. Как видно, верхние шкивы небольшие по диаметру, зато довольно широкие, к тому же допускают точную подстройку фаз, на величину меньшую чем шаг зуба. Ремни тоже довольно широкие и имеют особое армирование, к каждому из них идёт свой индивидуальный гидронатяжитель немаленького размера, оснащённый роликом со стальными внешней и внутренней обоймами двухрядного подшипника.

В отличие от двигателя 355-й модели, здесь появились вариаторы фаз на выпускных распредвалах, двухступенчатые, с управлением от ЭБУ через соленоиды, направляющие в них поток моторного масла для переключения, это первое существенное отличие (зачем они были применены, будет ниже).

Чтобы внедрить их не внося дисбаланс в систему привода распредвалов, и не снижая предела по оборотам, потребовалось установить равный по объёму и массе цельный промежуточный элемент на впускные распредвалы.

Сами распредвалы цельные, литые, с непосредственным приводом клапанов их кулачками, это даёт минимальную массу механизма привода клапанов, и минимальную инерцию, важные при подобных предельных оборотах, несмотря на сопутствующее этому повышение трения а также потенциальный износ при увеличении интервалов замены масла, особенно при остром профиле кулачков, как здесь. В силу подобных предельных оборотов, применены "стаканы" толкателей без гидрокомпенсации клапанных зазоров, лёгкие и малоинерционные, и двойные клапанные пружины, облегчённые.

Как видно, кулачки трёх впускных клапанов имеют различный угол среза, высоту и фазу, сделано это для того чтобы обеспечить наилучшее из возможных закручивание топливо-воздушной смеси в цилиндре, приводящее к оптимальному сгоранию и росту отдачи. Боковые впускные клапаны поэтому же начинают открываться немного раньше центрального. Штоки всех впускных клапанов несмотря на визуально разные углы их установки направлены на ось впускного распредвала.

Эта особенность показана на рисунке ниже.

При этом, как там указано, используется метод грубого выставления фаз по засечкам на распредвалах и их крайних крышках, довольно архаичный. Точное выставление осуществляется регулированием верхних шестерен по диаграмме и указателю, вместе они дают более точный результат, чем с фиксаторами распредвалов, или "кондукторами", как в бытовых моторах с ременным приводом, а точно выставленные фазы это всегда максимум отдачи.

Засечки видны на фото ниже. Также видно, что крайние опоры и крышки распредвалов с обеих сторон сделаны особо широкими, противоположные шестерням с диагональным креплением, ради снижения изгиба и биений распредвалов на высоких оборотах. На это же работает расположение остальных опор и крышек. Из характерного, крепление крышек распредвалов не на болты, как обычно, а на шпильки и гайки.

В следующей части, описание впускного и выпускного трактов.

 

[Touring]

На впуске, ушли поцилиндровых дроссельных заслонок мотора 355-й.

Использование распредвалов с повышенным перекрытием фаз позволило конструкторам увеличить продувку камер сгорания, с вовлечением уходящими из них отработанными газами топливо-воздушной смеси, за счёт этого стало возможным повысить отдачу на высоких оборотах. Однако, на средних и низких отработанные газы начинают уже не увлекать, а вытеснять во впускной тракт топливо-воздушную смесь, что приводит к падению на них отдачи, а также нестабильности холостых оборотов. Во впускном тракте 355-й модели индивидуальные заслонки, достаточно сильно прикрытые в отличие от одной групповой с общим коллектором, успешно препятствовали этому.

Причина отказа от данной системы, применявшейся до этого в автоспорте десятилетиями, в том, что механический привод заслонок достаточно сложный, его надо постоянно калибровать под одинаковое количество воздуха поступающее в отдельные цилиндры, иначе происходит падение отдачи и холостые обороты становятся нестабильными. Также, с ними было проблематично реализовать законодательно потребовавшийся в конце 90-х концепт бортовой диагностики EOBD.

Поэтому, конструкторы использовали самый современный на то время Motronic от Боша, 7.3, с двумя электронно-управляемыми дроссельными заслонками, по одной на ряд цилиндров, и с реализацией EOBD. Как указывалось выше, при использовании распредвалов с повышенным перекрытием отказ от индивидуальных дросселей на оборотах ниже средних приводит к падению отдачи и нестабильности холостых. Для обнуления перекрытия на данных оборотах и устранения этих недостатков ими были применены вариаторы фаз.

Доворот выпускных распредвалов, реализующий перекрытие, осуществляется нагнетанием в них моторного масла под давлением, через подающие клапаны, приводимые соленоидами, по сигналу от ЭБУ, после достижения определённых оборотов.

Данные вариаторы под шкивы ременного привода от итальянского производителя OMG имели ту же принципиальную конструкцию что и поставлявшиеся им на бытовые Альфы, Лянчи и Фиаты.

Они были разработаны в Альфе в конце 80-х годов (патентная заявка была подана в Италии в 1988-м, в США, в 1989-м, она ниже), индустриализация была осуществлена в начале 90-х.

В свою очередь, ременный вариант базировался на вариаторе под цепной привод, разработанном в тогда ещё независимой Альфе в начале 80-х (патентная заявка была подана в Италии в 1982-м, в США, в 1985-м, она ниже), и индустриализированном в внедрённом в малых количествах начиная с 82-го, и массово начиная с 1985-го.

Внутреннее устройство варианта под ременный привод для Феррари (как и исходного альфовского), достаточно простое: корпус вариатора соединён болтами со шкивом привода распредвала, а его вал ввинчивается в сам распредвал. Также присутствуют две внутренние шестерни, удерживающая их в рабочем положении пружина, стопорное кольцо, и уплотняющая вал тефлоновая шайба.

Доворот распредвала осуществляется вращением вала вариатора, имеющего зубчатую нарезку, относительно его корпуса.

Моторное масло, проходя открытый подающий клапан, приводимый соленоидом по сигналу от ЭБУ, и систему масляных каналов, через боковое отверстие поступает в корпус вариатора.

Его давление преодолевает сопротивление пружины, удерживающей на месте зацеплённые с валом зубчатой нарезкой две внутренние шестерни, с внешними винтовыми зубцами. Они начинают перемещаться по продольной нарезке вала вариатора, и одновременно, поворачивать его корпус, имеющий ответную винтовую нарезку внутри него.

Сброс давления при перекрытии клапана возвращает вал и распредвал в исходное положение. Также, в корпусе присутствует и отверстие слива масла. Шестерён здесь две, чтобы выбирать неизбежный люфт в зубчатом зацеплении, делая работу механизма более тихой.

Как и всё механическое, эта система чувствительна к загрязнениям масла и люфту в соединениях, износ начинается когда ослабевает внутренняя пружина, и в корпуса вариаторов вместе с маслом попадают абразивы. Его проявление, дребезг на холодном старте когда давление масла ещё не набрано. На данных фото видно, что износ уже начался, часть зубцов имеет выработку.