Автомобили с ДВС и гибриды: история, настоящее, будущее

В более дешёвом варианте, применяется алюминиевая доэвтектика закрытого типа с тонкими чугунными "сухой" посадки на этапе литья. У неё есть свой минус, область повышенного теплового сопротивления, как из-за чугуна гильз так и на переходе гильза-блок.

Наиболее дёшева для производителей алюминиевая доэвтектика открытого типа с тонкими чугунными "сухой" посадки, так как она позволяет применить скоростной процесс литья высокого давления. Он даёт более низкую по стоимость, и возможность сделать выпуск реально массовым. У неё есть два минуса, первый, меньшая жёсткость открытого верха, вследствие такого процесса литья, и второй, наличие области повышенного теплового сопротивления на стыке гильза-блок.

Ещё более дёшева такая доэвтектика не из первичного металла, а из из алюминия переработки. Такие блоки в основном и применяют массовые производители, и начали такую практику японцы в конце 80-х.
 
Последнее редактирование:
Реклама
Touring, разница понятна, и технические особенности каждого решения. Вопрос в том, что подтолкнуло к такому решению? Раньше двигатель разваливался до достижения гарантийного срока? Или обороты возросли до 9000?
Предельные обороты напрямую не связаны с типом блока. Тип выбирается из сочетания пикового давления в цилиндре, пиковой тепловой нагрузки на цилиндр, и требуемого темпа выпуска и стоимости.

Если это массовый турбодизель умеренной отдачи, у него всё равно высоко пиковое давление в цилиндре, но, не так высока пиковая тепловая нагрузка, для него требуется высокий темп выпуска, и невысокая стоимость. Оптимален для него чугунный блок закрытого типа.

Но, если требуется высокая пиковая отдача на цилиндр, как у ряда современных турбодизелей, которая приводит к высокой пиковой тепловой нагрузке, применяется вариант более теплопроводного алюминия, тоже закрытого типа, с "сухим" гильзованием на этапе литья тонкими чугунными гильзами, ради сохранения жёсткости верха. И скорость прогрева с ним выходит выше, чем с чугуном.

Массовый турбобензин до 10-х годов как правило получал чугунный блок закрытого типа, в рамках унификации с турбодизелем, ведь у него тоже повышенное пиковое давление в цилиндре, и для него тоже требуется высокий темп выпуска и невысокая стоимость.

Но, у современных турбобензиновых моторов выше пиковая отдача на цилиндр, поэтому, выше пиковая тепловая нагрузка, отсюда, по критерию теплоотведения, как и на современных турбодизелях, применяется вариант алюминия закрытого типа, с "сухим" гильзованием на этапе литья тонкими чугунными гильзами, для сохранения жёсткости верха. И унифицируемо с турбодизелем, и недорого в производстве, и темп выпуска можно поддерживать высокий, и скорость прогрева выше, чем с чугуном.

Есть ещё массовый атмосферный бензин, с характерным для него умеренным пиковым давлением в цилиндре, и умеренной пиковой тепловой нагрузкой. Для него тоже требуется высокий темп выпуска, и невысокая стоимость. Оптимальный выбор, учитывая критерий скорости прогрева, более теплопроводный чем чугун алюминий, с "сухим" гильзованием на этапе литья тонкими чугунными гильзами, но уже более простого и дешёвого в производстве открытого типа, с обычной толщиной алюминиевых стенок цилиндров, и обычным размером галереи охлаждения.

Ради унификации, и экономии, современный турбобензин может также получить такой открытый тип, только с повышенной толщиной стенок цилиндров, ради компенсации потери жёсткости верха, и повышенным объёмом галереи охлаждения, ради улучшения теплоотведения.

Наконец если это Феррари (либо Альфа или Мазерати на решениях Феррари), то тип блока выбирается из сочетания пикового давления в цилиндре, пиковой тепловой нагрузки, и прогнозируемой частоты и продолжительности с которой мотор увидит эту нагрузку. Из последнего условия, критерии требуемого темпа выпуска и стоимости отбрасываются, как несущественные, поскольку тираж сравнительно небольшой, а бюджет достаточный, и надо сделать отказоустойчиво. Итог, более теплопроводный чем чугун алюминий, наиболее жёсткого типа, закрытого, с наилучшим по условиям теплоотведения поцилиндровыми галереями, "мокрым" гильзованием на этапе сборки тонкими алюминиевыми либо стальными гильзами, более теплопроводными, чем чугунные, с Nicasil покрытием, значительно более прочным чем у заэвтектический алюминий Alusil и чугун.
 
Последнее редактирование:
Предельные обороты напрямую не связаны с типом блока. Тип выбирается из сочетания пикового давления в цилиндре, пиковой тепловой нагрузки на цилиндр, и требуемого темпа выпуска и стоимости.

Если это массовый турбодизель умеренной отдачи, у него всё равно высоко пиковое давление в цилиндре, но, не так высока пиковая тепловая нагрузка, для него требуется высокий темп выпуска, и невысокая стоимость. Оптимален для него чугунный блок закрытого типа.

Но, если требуется высокая пиковая отдача на цилиндр, как у ряда современных турбодизелей, которая приводит к высокой пиковой тепловой нагрузке, применяется вариант более теплопроводного алюминия, тоже закрытого типа, с "сухим" гильзованием на этапе литья тонкими чугунными гильзами, ради сохранения жёсткости верха. И скорость прогрева с ним выходит выше, чем с чугуном.

Массовый турбобензин до 10-х годов как правило получал чугунный блок закрытого типа, в рамках унификации с турбодизелем, ведь у него тоже повышенное пиковое давление в цилиндре, и для него тоже требуется высокий темп выпуска и невысокая стоимость.

Но, у современных турбобензиновых моторов выше пиковая отдача на цилиндр, поэтому, выше пиковая тепловая нагрузка, отсюда, по критерию теплоотведения, как и на современных турбодизелях, применяется вариант алюминия закрытого типа, с "сухим" гильзованием на этапе литья тонкими чугунными гильзами, для сохранения жёсткости верха. И унифицируемо с турбодизелем, и недорого в производстве, и темп выпуска можно поддерживать высокий, и скорость прогрева выше, чем с чугуном.

Есть ещё массовый атмосферный бензин, с характерным для него умеренным пиковым давлением в цилиндре, и умеренной пиковой тепловой нагрузкой. Для него тоже требуется высокий темп выпуска, и невысокая стоимость. Оптимальный выбор, учитывая критерий скорости прогрева, более теплопроводный чем чугун алюминий, с "сухим" гильзованием на этапе литья тонкими чугунными гильзами, но уже более простого и дешёвого в производстве открытого типа, с обычной толщиной алюминиевых стенок цилиндров, и обычным размером галереи охлаждения.

Ради унификации, и экономии, современный турбобензин может также получить такой открытый тип, только с повышенной толщиной стенок цилиндров, ради компенсации потери жёсткости верха, и повышенным объёмом галереи охлаждения, ради улучшения теплоотведения.

Наконец если это Феррари (либо Альфа или Мазерати на решениях Феррари), то тип блока выбирается из сочетания пикового давления в цилиндре, пиковой тепловой нагрузки, и прогнозируемой частоты и продолжительности с которой мотор увидит эту нагрузку. Из последнего условия, критерии требуемого темпа выпуска и стоимости отбрасываются, как несущественные, поскольку тираж сравнительно небольшой, а бюджет достаточный, и надо сделать отказоустойчиво. Итог, более теплопроводный чем чугун алюминий, наиболее жёсткого типа, закрытого, с наилучшим по условиям теплоотведения поцилиндровыми галереями, "мокрым" гильзованием на этапе сборки тонкими алюминиевыми либо стальными гильзами, более теплопроводными, чем чугунные, с Nicasil покрытием, значительно более прочным чем у заэвтектический алюминий Alusil и чугун.
Таким образом, зачем они применили это решение на Мазерати? Если, по-сути, они дефорсировали двигатель, уменьшив пиковое давление в цилиндре?
 
Когда в 1997-м марка перешла под управление Феррари, была произведена реорганизация производства в Модене, где внедрили фиатовские сборочные мини-конвейеры, на фото сборка 3200-й машины на них.

Посмотреть вложение 866855

Далее Феррари решила добавить ещё автоспорта.

Кузов 3200-й перепроектировали минимально, во всё той же Stola, уже с применением виртуального моделирования.
Посмотреть вложение 866861
Посмотреть вложение 866862

Версии купе и кабрио вышли на рынок в 2002-м, как просто Coupe и Spyder. Купе с более развитыми аэродинамическими элементами было выпущен в 2004-м под названием Gransport.

Мотор V8 из наддувного стал атмосферным, ровно как на Khamsin, и близкого к нему объёма, 4.2, на решениях от Феррари. Добавился как и на Khamsin пришедший из автоспорта "полусухой" картер с тремя масляными насосами, в данном случае совмещёнными с насосом охлаждающей жидкости, для гарантированного смазывания при кренах.

Тип алюминиевого блока сменился с открытого на характерный для Феррари более жёсткий закрытый с индивидуальными галереями охлаждения, гильзы "мокрой" посадки стали из чугунных более теплопроводными алюминиевыми с Nicasil покрытием. При этом, был сохранён наиболее жёсткий рамный тип алюминиевых крышек коренных подшипников коленвала, как и у предыдущего V8. Всё это изначально автоспортивные решения.
Вот тут не совсем понятно, мотор лишился турбин, деформирован, но произошло удорожание технологии его производства. Почему? Старый разваливался в гарантийный период?
 
Основная причина что "старый" мазератиевский битурбо V8 не был унифицирован ни с чем, и его производили сотни в год.

Его концепция блока и гильз была архаичнее и несколько дешевле в производстве чем у феррариевского, упрочнённый открытый тип в алюминии с единой галереей с тонкостенными чугунными гильзами против закрытого типа в алюминии с индивидуальными галереями с тонкостенными алюминиевыми гильзами с Nikasil покрытием.

По иным затратам, стоимость коленвала, шатунов, поршней и головок равна феррариевскому V8 F136, те же технологии и сплавы.

Из компонент, в феррариевском чуть дороже масляный насос, он тройной, но дешевле отдельный насос охлаждающей жидкости, и есть два вариатора с управляющими соленоидами, и гидрокомпенсаторы, в мазератиевском есть два турбокомпрессора с пневмоприводом вестгейтов, и два интеркулера. Последние компоненты явно дороже вариаторов и гидрокомпенсаторов.

Впрыск Bosch на феррариевском дешевле впрыска от Marelli на мазератиевском, в силу объёма выпуска. К тому же феррариевский производился тысячами в год, а потом и примерно десятком тысяч в год, поэтому был по остальным компонентам в пересчёте на единицу тоже дешевле.

В общем, более дорогой мотор сменили на более дешёвый, но, в абсолюте ни разу не дешёвый а наоборот, заодно унифицировали всё.
 
Последнее редактирование:
Таким образом, зачем они применили это решение на Мазерати? Если, по-сути, они дефорсировали двигатель, уменьшив пиковое давление в цилиндре?
Унификация.

В мазератиевском наддувном выше пиковое давление в цилиндре но ниже пиковые инерциальные нагрузки. В феррариевском атмосферном ниже пиковое давление в цилиндре но выше пиковые инерциальные нагрузки, так как мощность получена на более высоких оборотах. Итоговые суммарные пиковые нагрузки двух решений примерно равны.

Феррариевское решение блока банально более прогрессивное.
 
Снова-таки, про прогрессивность.

Точно такой же по конструкции блок как у этого атмосферного 90-градусного 4.2 V8 разработки Феррари, закрытого типа в алюминии с индивидуальными галереями с тонкостенными алюминиевыми гильзами с Nikasil покрытием, был реализован в 1990-м году, в рамках проекта не вышедших синергетических купе Альфы и Мазерати с алюминиевым рамным кузовом (см. ниже).

Этот 4.0 V10 был оснащён картером "мокрого" а не "полусухого" типа, ради снижения шума от множественных масляных насосов, и раздельными крышками коренных подшипников коленвала, а не общей рамой. Его разработчики в Alfa Engineering выбрали угол развала блока цилиндров, равный 72°, как и у автоспортивного формульного мотора 3.5 V10 разработки Alfa Corse середины 80-х, такой угол развала теоретически обеспечивает уравновешивание сил инерции первого и второго порядка.

Расчеты показали, что в данном моторе силы первого порядка достаточно малы и, следовательно, не влияют на комфорт, силы второго были чуть больше, чем у 6 цилиндрового V-образного мотора с развалом 60°, в течение многих лет устанавливавшегося на Альфы.

За исключением угла развала, числа цилиндров и типа картера, там те же что и на 4.2 V8 цепи привода ГРМ, те же вариаторы на впуске, те же гидрокомпенсаторы бытовых версий и цельные толкатели автоспортивных, тот же ЭБУ от Bosch с двумя дросселями и индивидуальными катушками над свечами. Всё то же, только на 12 лет раньше. Так что в Феррари в 2002-м попросту реализовали то что в Альфе запланировали и сделали в металле в конце 80-х.

06.jpg

05.jpg


16.jpg

17.jpg


Проект двигателя был полностью завершён, были изготовлены компоненты для постройки нескольких экспериментальных прототипов машины с ним.

Один двигатель был собран и испытан на стенде, где выдал 340 сил, которые были бы гарантированно превышены в ходе дальнейших тестов. Он проработал на стенде 100 часов под полной нагрузкой включая переменную без каких либо механических проблем. На фотографиях ниже блок и головка перед сборкой для испытаний.

19.jpg

18.jpg


Мотор 3.2 V8 битурбо с 90-градусным развалом был разработан также в конце 80-х, в тогда ещё независимой Мазерати Де Томасо, и имел более архаичную конструкцию блока, из 70-х. Выбор применять его или решения выше был очевиден.
 
Последнее редактирование:
Назад