Но М3 е46, прошедших на заводском двигателе свыше 200-250 ткм очень много, их мучали и первые и вторые владельцы, третьи нещадно убивали, а четвёртые уже плакали, что БМВ не торт. Поэтому браво двигателистам концерна, материаловедам и испытателям.
Что не отменяет исскуственности процесса его получения, решали проблемы которые сами себе и создали, попыткой сэкономить. Ровно то же было при создании бытовых высокообортных моторов Хонд объёмом более 1,600 см3.
Начали в Хонде они как известно с 1.6 B16 (81 мм диаметр цилиндра и 77.4 мм ход).
81 мм цилиндр дал им небольшую камеру сгорания что хорошо для тепловой эффективности и снижения расхода. Такой диаметр цилиндра в сочетании с конструкций гильз позволил им сделать мотор как можно короче, чтобы вместить его в компактные кузова с передним приводом и поперечным расположением агрегатов.
Технология литья алюминиевого блока высокого давления с вставными тонкостенными чугунными гильзами дала им приспособленность к массовому автоматизированному выпуску, при повышенной теплопроводности, что хорошо для скорости прогрева и снижения расхода топлива.
Тут же минусы, блок открытого типа, поэтому жёсткость верха снижена, и теплоотведение между цилиндрами в силу такой конструкции гильз также снижено.
77.4 мм ход дал умеренную скорость поршня, что хорошо для снижения нагрузок на вкладыши и шатуны.
Следующий по рабочему объёму, 1.8 B18C (81 мм диаметр цилиндра и 87.2 мм ход), они получили банальным увеличением хода у B16 до 87.2 мм. Слишком большое значение для высоких оборотов, из-за повышенной скорости поршня, но их это не остановило, ведь, по сути, при таких вводных, у них не было альтернатив.
Дальше, встал вопрос создания небольшого по длине мотора объемом 2.0, производимого на том же обрабатывающем оборудовании, его решили задачу применением сиамской чугунной гильзы в алюминиевом блоке, устанавливаемой на этапе литья (подробнее ниже). Решение с чугунной моногильзой до Хонды применяло в 70-х годах автоспортивное подразделение Альфы, Autodelta, основная загвоздка, массовый выпуск.
По цилиндру, только хондовский двигатель 2.0 F20C был более-менее толков как высокооборотный (87 мм диаметр цилиндра и 84 мм ход). Для него в Хонде выделили бюджет, и применили для создания его гильз тот самый композит с металлической матрицей MMC, решив что Alusil и Nicasil слишком дорого. Но, опять же, блок по-прежнему открытого типа, в силу всё того же предпочитаемого процесса литья высокого давления, обеспечивающего массовый и недорогой выпуск.
Задача создания мотора большего объёма, 2.2 F22C, была при том же 87 мм диаметре цилиндра решена увеличением хода до 90.7 мм. Снова-таки, вынужденное решение, неоправданно увеличившее скорость поршня. Ровно те же минусы у 2.2 H22A (87 мм диаметр цилиндра и 90.7 мм ход). Отсюда титановые шатуны, они там вынужденно, из-за высокого хода, давшего избыточную скорость поршня, а он, в свою очередь, из-за экономии.
--------------------
Хонда:
"Во всё большем количестве алюминиевых двигателей используются чугунные гильзы, это препятствует дальнейшему снижению массы. Мы рассмотрели следующие решения, использование для блоков заэвтектического алюминиево-кремниевого сплава A390 (Alusil), алюминия с нанесенным на стенки цилиндров никель-карбид-кремниевого Ni-SiC покрытия (Nicasil), и применение композита с металлической матрицей (MMC). Любой из этих вариантов позволяет производить безгильзовые блоки цилиндров из алюминиевого сплава, но, в настоящее время стоимость для нас запретительно высока, а процесс производства слишком сложен для выпуска высоко серийных автомобилей. Поэтому более подходящая для нас технология — это всё же гильзы из чугуна, устанавливаемые в алюминиевый блок на этапе литья.
Для CR-V, более тяжёлого чем исходный Civic, требовался двигатель объёмом около 2.0 л., но, мотор верхней линейки F20A семейства Accord шириной 694 мм к сожалению не помещался в его кузов. При этом, он должен был относиться к компактному семейству B разработанному для Civic и Integra. 1.6-литровый B16A и его 1.8-литровая версия B18B имели один и тот же блок цилиндров, общая ширина двигателя с ним составляла 601 мм. Рабочий объём B18B в 1,834 куб. см был достигнут путём увеличения хода поршня B16A до предельных для него 89 мм.
Дальнейшее увеличение рабочего объёма до запланированных 2.0 л могло быть достигнуто только за счёт увеличения диаметра цилиндра B18B, однако его алюминиевый блок процесса литья высокого давления с отдельными чугунными гильзами вставляемыми на этапе литья (на фото сверху) попросту не имел места для такого увеличения. В двигателях Хонда с раздельными гильзами требуется минимальная толщина перемычки между цилиндрами в 9 мм, что определяет его длину. Поэтому, была разработана новая цельнолитая чугунная гильза на четыре цилиндра, «сиамского» типа (на фото снизу).
Благодаря такой моногильзе расстояние между внутренними стенками соседних цилиндров можно было уменьшить до 6 мм, с 9 мм у отдельных гильз, сохранив тот же шаг между центрами цилиндров. Это было основным требованием для возможности литья и обработки нового блока на существующих линиях моторного завода компании в Suzuka.
Данное решение позволило увеличить диаметр цилиндра на 3 мм, с 81 до 84 мм, что в сочетании с ходом поршня 89 мм от B18B увеличило рабочий объём двигателя до 1,972 см3. Кроме того, масса блока цилиндров увеличилась всего на 0.8 кг, с 25.3 кг у B18B до 26.1 у B20B. Были предприняты усилия по снижению массы других внутренних и внешних компонент, что в итоге привело к общей сухой массе нового двигателя в 144.5 кг против 148.1 кг у B18B с меньшим рабочим объёмом. Это сделало его одним из самых лёгких в своём классе.
Новая конструкция блока привела к ряду технических проблем, которые необходимо было решить. Основные проблемы и решения были следующими:
- ухудшение охлаждения цилиндров из-за моногильзовой конструкции. Место соединения двух цилиндров гильзой является наиболее критической зоной, которая может быть подвержена влиянию разницы температурного расширения между двумя материалами: алюминиевым блоком и чугунной гильзой (в этой зоне отсутствует канал для охлаждающей жидкости). Для обеспечения достаточной охлаждающей способности была выбрана оптимизированная конфигурация места соединения с минимальным повышением температуры в этой зоне и в алюминиевой части.
- между чугунной гильзой и алюминиевым блоком цилиндров в процессе затвердевания алюминия может образоваться нежелательный зазор. При конструкции с моногильзой направление затвердевания расплавленного алюминия отличается от направления затвердевания с отдельными гильзами. Остаточное напряжение в случае отдельных гильз распространяется внутрь и довольно равномерно, тогда как в случае моногильзы оно направлено наружу вдоль внешнего периметра алюминиевой отливки, что приводит к нежелательному разделению или зазору, формирующему область повышенного теплового сопротивления.
Решением стало литье шипов, и небольших цилиндрических выступов на внешних поверхностях критических участков гильз, обеспечивающих надежное соединение с алюминием.
- повреждение остаточным напряжением, что может разрушить материал блока в области шипов гильз и вызвать трещины. Решение, специальный зажим, установленный на каждом из цилиндров, обеспечивающий путь для расплавленного алюминия, который рассеивает концентрацию напряжений, делая её аналогичной той, что возникает при использовании отдельных гильз,
- деформация моногильзы из-за напряжений возникающих при литье, так как сжимающее усилие больше по оси X, в продольном направлении блока, и оно может деформировать форму цилиндров. Решение, моногильза с лёгкой овальностью стенок, которые при охлаждении преобразуются в правильно круглые. Кроме того, её нижняя часть подвергается более высокому напряжению при кристаллизации большей массы алюминия в этой области. Поэтому гильза изначально имеет форму усечённого конуса, который при литье преобразуется в геометрически правильный цилиндр."
--------------------
