Вам наверняка доводилось слышать, что самые сбалансированные двигатели – рядные "шестерки". Ну а чем плохи V6? И почему им все равно предпочитают 4-цилиндровые рядные моторы, хотя Subaru продолжает держаться за “боксеры”? Давайте разбираться, пока все не перешли на электродвигатели!
Понятно, что выбор конструкции диктуют различные условия – экономические, экологические, компоновочные. С активным переходом на турбонаддув, а последнее время и на гибридные установки с дополнительной мощностью электромоторов объемные многоцилиндровые двигатели в принципе уже не так востребованы, если можно обходиться меньшими габаритами и литражом.
Но пока ДВС продолжают свою историю, остается актуальным вопрос, какие конструкции используются, какими преимуществами и недостатками они обладают. А раз так, давайте рассмотрим наиболее распространенные варианты и не забудем о некоторых экзотических, но достойных внимания схемах.
Стройся в ряд
Наибольшее распространение в массовых автомобилях получили рядные двигатели, простые, а при небольшом количестве цилиндров – легкие и компактные. 2-цилиндровые моторчики – удел малолитражек, причем не только древних – вспомним тот же Fiat 0.9 Multiair.
Впрочем, куда более распространены 3-цилиндровые двигатели. Да, преимущественно малокубатурные, объемом до 1,2 л, но благодаря турбонаддуву способные развивать 100-130 л.с. Пример – литровый Ford Ecoboost или разработанный PSA 1.2 Puretech.
Любопытно, что некоторые производители готовы разделить на три цилиндра и более значительный литраж, – вспомним турбомотор 1.5 B3154T, который на Volvo и Geely развивает до 177 л.с. Еще более впечатляющие характеристики имеет 1,6-литровый двигатель Toyota G16E-GTS, который на Corolla GR форсирован аж до 300 л.с.!
И ведь конструкцию R3 не назовешь оптимальной: такие двигатели не самым лучшим образом уравновешены, вечно "троят" и досаждают вибрациями, поэтому их обычно снабжают балансирными валами. А это сказывается на их размерах, массе и стоимости, так что польза от такой схемы не всегда очевидна.
Но ведь и четырехцилиндровые четырехтактные двигатели в этом отношении тоже не идеал, поскольку в них присутствуют силы инерции второго порядка, а для их "успокоения" некоторые производители также готовы применять балансирные валы. И все равно именно конструкция R4 – одна из самых популярных. Причина проста: несмотря на свои недостатки, эта схема простая, дешевая, ее применение оказывается наиболее целесообразным в массовом сегменте.
Взять те же пятицилиндровые двигатели. Еще на один цилиндр больше со всеми вытекающими для габаритов и массы, а с точки зрения уравновешенности такой вариант еще хуже, чем R4. Впрочем, это не помешало Volvo построить целое семейство пятицилиндровых моторов, и некоторые из них имеют очень хорошую репутацию.
Зачем вообще производителям "играться" с разным количеством цилиндров? Иногда одной из причин является унификация. Скажем, двигатель Volkswagen 1.2 TDI семейства ЕА189 – это, по сути, тот же 1,6-литровый TDI, лишенный одного цилиндра. Модульный подход, взятый на вооружение в последние десятилетия, позволяет убирать или добавлять цилиндры как кубики, и рядные моторы для этого подходят очень хорошо.
Ну а если уж искать самую уравновешенную схему, то среди рядных моторов это шести- и восьмицилиндровые: заведешь, поставишь монету ребром – и она будет стоять. Но проблема таких моторов – их значительная длина. Про рядные "восьмерки" в масс-маркете давно можно забыть, но и "шестерки" – удел совсем немногих моделей с преимущественно продольным расположением двигателя, поскольку разместить шесть цилиндров поперек совсем непросто.
Главное – короткий
V-образная конструкция позволяет сделать 6- или 8-цилиндровый мотор с развалом блока 60 или 90 градусов намного короче. Это, конечно, усложняет двигатель: у него уже две головки, в два раза больше распределительных валов, но для дорогих и мощных автомобилей это не так критично.
Наиболее популярны сегодня моторы V6, хотя следует признать, что уравновешенности рядных "шестерок" им недостает, – производители решают эту проблему все теми же балансирными валами. А по-настоящему правильный V-образный мотор – 8-цилиндровый, который по ровности работы вполне можно ставить в пример другим конструкциям. Он также относительно компактен, но все же размеры, вес и тягово-мощностные характеристики предполагают его установку на большие и тяжелые седаны Е- и F-классов, внедорожники, пикапы и спортивные модели. Тем более это касается моторов V10 и V12, которые имеют соответствующую массу и габариты.
Развал блока обычно составляет 60 или 90 градусов, хотя есть и исключения. Но вспомним знаменитый VR6 от Volkswagen, который сама компания называла V-образно-рядным. Суть в том, что угол развала в этом двигателе составляет всего 15 градусов, что позволило разместить все цилиндры под одной широкой головкой. При этом двигатель получился настолько компактным, что смог поместиться в моторном отсеке не только Passat или Multivan, но и Golf III. Кстати, затем компания предложила и версию VR5 объемом 2,3 л, убрав один из цилиндров.
"Боксеры" не сдаются
Ну и как можно забыть про оппозитные моторы – у них ведь цилиндры расположены друг напротив друга и "машут" поршнями, словно боксер руками. Отсюда и название конструкции (boxer). Такую схему давно и успешно используют и в Subaru, и в Porsche, а раньше с ней "игрались" и другие производители, например, Alfa Romeo. Выходит, в этом есть смысл?
6-цилиндровый boxer уравновешен не хуже рядной "шестерки", 4-цилиндровый двигатель все же имеет свободные моменты от сил инерции второго порядка, но тоже вполне сбалансирован. А еще в сравнении с рядными и V-образными конструкциями "оппозитники" могут похвастать низким центром тяжести, что как раз важно в случае со спортивными моделями.
Правда, плоский, но широкий мотор имеет определенные особенности в части компоновочных решений подкапотного пространства, и здесь есть как свои плюсы, так и недостатки (навесное оборудование можно расположить сверху, защитив от грязи и обеспечив к нему доступ, но сложнее обслуживать и ремонтировать сам мотор). И это тоже одна из причин, почему в итоге "боксеры" используются только отдельными производителями, зато составляют если не основу, то значительную часть моторной линейки.
