Как LT6 для C8 Corvette Z06 стал самым мощным в мире серийным V-8 с естественным впрыском топлива. Раскрываем секреты нового двигателя Chevrolet Corvette Z06 2023 года.
Двигатель LT6, установленный на Chevrolet Corvette Z06 2023 года, является не только самым большим в мире V-8 с плоским коленчатым валом, но и самым мощным в мире серийным V-8 с естественным всасыванием, обогнав 622-сильный 6,2-литровый двигатель M159, которым оснащались Mercedes-Benz SLS AMG Black Series в 2013-2014 годах, выдавая 670 л.с. при 8 400 об/мин. Как Chevy удалось найти "замену [745 кубическим сантиметрам] рабочего объема" по сравнению с этим могучим Benz? С помощью лучшего снабжения кислородом и за счет более быстрого вращения двигателя - ведь мощность, в конце концов, это просто крутящий момент, умноженный на число оборотов в минуту, деленное на 5252. Также обратите внимание, что при 623 Нм это не самый крутящий V-8 в мире (у Benz выше было 634). Вот пять способов, которыми Chevy добилась этого.
Два огромных 87-миллиметровых дроссельных патрубка питают отдельный впускной коллектор для каждого блока цилиндров двигателя Z06. В общей сложности он вмещает 11 литров воздуха - в два раза больше, чем объем цилиндров. Забавный факт: C7 Z06 питался от одного 87-миллиметрового корпуса дроссельной заслонки. Внутри этих коллекторов каждый цилиндр вдыхает воздух через свою уникальную впускную трубу, наклоненную в разные стороны для оптимального заполнения цилиндров. Команда хотела бы, чтобы на вторичном рынке был разработан прозрачный впускной коллектор, позволяющий увидеть эти трубы, но это структурная деталь, и еще предстоит выяснить, можно ли надежно покрасить пластиковую деталь в красный цвет Edge Red в тон крышкам кулачков, как показано на демонстрационном двигателе.
В V-8 с плоским коленвалом порядок зажигания всегда меняется от одного блока к другому, что лишает двигатели с поперечной плоскостью синкопирования, возникающего при последовательном зажигании на одном блоке (именно это заставляет их рычать). Настоящая магия впускного коллектора, которая позволяет использовать этот потенциальный выигрыш в объемной эффективности, заключается в серии из трех клапанов, соединяющих два впускных коллектора, которые открываются в различных комбинациях, чтобы изменить степень распространения волн давления внутри или между коллекторами двигателя LT6.
Когда каждый из 32 отдельных впускных клапанов Corvette Z06 захлопывается, создается волна давления, которая отражается от впускного канала. При правильном подборе времени эта волна отражается от впускной трубы, в то время как ее впускной клапан открыт, помогая нагнетать дополнительный воздух. Это называется резонансным наддувом, и он основан на том же эффекте резонанса Гельмгольца, который создает звук, когда вы дуете в верхнюю часть бутылки. Этот тип наддува не приводит к снижению мощности двигателя.
Все три впускных клапана вначале закрыты. Затем, по мере увеличения оборотов, один из них открывается примерно на 2 000 об/мин, затем все три открываются на короткое время около 5 800 об/мин, после чего все они снова закрываются. (Такова стратегия в режимах Sport и Track - в режимах Stealth и Tour используются другие стратегии для оптимизации тихой работы). Это позволяет двигателю LT6 достичь объемного КПД более 100, то есть он может естественным образом вдыхать объем воздуха, превышающий статический размер его цилиндров. Это редкость для серийных двигателей с естественным всасыванием.
Главным ключом к высокооборотистому характеру двигателя LT6 - помимо изначально более легкого кривошипа с плоской плоскостью (в котором не используются противовесы) - являются его сверхквадратные диаметр и ход поршня (104,3/80,0 мм), что значительно снижает пиковую скорость поршня на высоких оборотах. Короткие легкие поршни из кованого алюминия, кованые титановые шатуны и алюминиевый гармонический балансир помогают минимизировать инерцию вращения. В головках цилиндров с двумя верхними цилиндрами установлены механические подъемники клапанов с фиксацией на весь срок службы, которые устраняют проскальзывание и трение в клапанном механизме. Каждый роликовый привод поддерживается одним из 40 различных размеров крышки зазора, индивидуально подобранных после высокоточных роботизированных измерений. Полученные в результате допуски настолько жесткие и точные, что регулировка никогда не требуется. Впускные титановые и выпускные клапаны с натриевым наполнителем закрываются пружинами с двумя спиралями.
Выхлопные газы выходят из двигателя LT6 через коллекторные трубы равной длины, а затем проходят через совершенно новую выхлопную систему. Проблема выхлопной системы с плоской плоскостью коленчатого вала заключается в том, что выхлопная система похожа на выхлоп двух четырехцилиндровых двигателей. Это может звучать довольно грубо, а соединение банков через Х-образный патрубок или перекрестную трубу, как правило, отменяет и заглушает звук. Команда Corvette обнаружила, что наилучшим результатом является расположение глушителей в углах автомобиля и выход труб в центре. Теперь при открытом клапане громкости соседние трубы доставляют кору каждого цилиндра, позволяя выхлопным импульсам объединяться менее какофонично.
Наконечники выхлопных труб теперь крепятся к фасции и оснащены параболическими отражателями - обратными мегафонами, если хотите, с контурами, отражающими звуковые волны вперед к салону, когда они расширяются радиально наружу после выхода из трубы. Из этого центрального места шум выхлопных газов имеет более прямой путь в салон, чем из углов Stingray.
Они звучат потрясающе. Характер - как у Ferrari, но звук в более низком регистре, отражающем более глубокие легкие Corvette. Этот характер уменьшается по мере перехода от режима Track к Sport и Tour, и практически исчезает в режиме Stealth Mode 1, когда громкий клапан полностью закрыт, а весь выхлоп проходит через всю систему глушителя и выходит через меньшую внешнюю пару труб (отверстия которых включают перфорированные внешние фланцы, напоминающие искрогасители, но просто для того, чтобы соответствовать видимому размеру внутренней пары труб). Режим Stealth Mode 2, если вам интересно, приглушает все неосновное освещение салона и приборной панели.
Все любят эти рыки и хлопки при разгоне, и Chevy слегка задерживает закрытие топливных форсунок прямого впрыска, чтобы немного поощрить это - особенно в более агрессивных режимах движения. Но это происходит только во время движения. Когда вы отступаете назад, вы получите хлопки, но если вы удерживаете положение дроссельной заслонки - даже такое, при котором автомобиль замедляется - хлопки стихают.
Коротко об этих форсунках: используя опыт, полученный на двигателях IndyCar от Chevy, они установлены сбоку под выпускными клапанами. Это освобождает ценное пространство в долине для сложного впуска, а также помогает лучше смешивать топливо. Большинство двигателей размещают их под впускными клапанами, где они естественно остаются более холодными, но это часто требует некоторой кувыркаемости, вызываемой впускными бегунками, что может снизить объемную эффективность. Водяная рубашка простирается вниз вокруг инжекторов, выпускные коллекторы направлены вверх и в сторону от них и полностью закрыты теплозащитным кожухом, а значительный поток воздуха из боковых впускных отверстий охлаждает моторный отсек.
Последний трюк, позволяющий такому высокофорсированному и сложному двигателю, как LT6 Chevrolet Corvette Z06 2023 года, выдерживать длительные трековые сессии, - это сложная система смазки. Здесь LT6 опять же в значительной степени заимствует из гонок: каждая пара поршней герметично отделена от каждой другой, так что воздух под поршнями просто движется в боковом направлении вперед и назад с минимальными потерями на прокачку. Шестисекционный масляный насос, проходящий по всей длине двигателя, очищает каждый из этих отсеков плюс каждую головку цилиндров и потребляет 14 л.с. для работы. Для автомобиля требуется 10 кварт масла 5W50, а благодаря большому масляному радиатору в левом заднем воздухозаборнике температура масла на треке держится в районе 250-265 градусов.
Одно интересное замечание по поводу этой системы: Насос создает вакуум в 60 фунтов на квадратный дюйм. При остановке этот вакуум может засасывать воздух через коренное уплотнение коленчатого вала, вызывая кратковременный воющий шум. Это было исправлено, но один из наших автомобилей, на котором мы ездили на испытания, еще не был обновлен до новой конструкции.
Команда Corvette очень надеется, что вам понравится звук выхлопа, потому что это было дорого. Когда пандемия остановила работу, расходы также прекратились. Но компьютеры продолжали итерации дизайна выхлопной системы, в результате чего появился этот вариант с центральным выходом. Всем понравился звук, но переделка дизайна задней фасции для установки центрально расположенных выхлопных патрубков с обратным мегафоном обошлась в "миллионы". Оно того стоило!
Это не обязательно поможет двигателю лучше дышать или быстрее крутиться, но стоит отметить, что под 11-литровым впускным коллектором в долине ви находятся два основных компонента, которые большинство двигателей вешают спереди или по бокам: стартер располагается в задней части долины, а генератор - в передней. Здесь же расположены два топливных насоса высокого давления, которые приводятся в действие специальным кулачком с лепестками, оптимизированными для работы на 9 000 об/мин.
Команда конструкторов прозвала семейство двигателей LT6 "Gemini", благодаря использованию сдвоенных кулачков, сдвоенных дроссельных заслонок, сдвоенных топливных насосов высокого давления и многого другого. Чтобы отдать дань уважения этой неофициальной номенклатуре, вы можете найти маленькие значки ракетного корабля, отлитые или отлитые на различных деталях двигателя.
Поскольку большие двигатели с естественным всасыванием находятся в нашем списке на вымирание, мы спросили главного инженера Corvette Таджа Юхтера о будущем LT6. Он заверил нас, что двигатель был разработан с учетом всех прогнозируемых норм выбросов. Европейские нормы несколько жестче, и для экспортных рынков потребуется сажевый фильтр, чтобы соответствовать стандарту Euro 6d. Самая большая проблема в легализации этого гоночного двигателя: Заставить катализаторы зажигаться в конце коллекторов "четыре-в-одном-две-в-одном", установленных для оптимизации scavenging (всасывание-выпуск выхлопных газов, аналог резонансного наддува). Но стратегия заправки катализатора, похоже, работает.