Двигатель V16 6.0 у суперкара Cizeta-Moroder и W16 8.0 у Bugatti Chiron и Veyron, менее известный W18 6.3 у Bugatti EB 118 и Bugatti EB 218, дизели V16, V18 и V20 (от 65 до 106 литров) на некоторых карьерных самосвалах и тепловозах — это далеко не самые многоцилиндровые поршневые ДВС. История знает примеры поинтереснее.
Но прежде рекордов, поговорим про объём одного цилиндра и конструктив. Четырёхцилиндровый мотор с рабочим объёмом 28,4 л (чуть больше семи литров на цилиндр) у модели FIAT S76 Record 1910 года — это скорее причуда, чем оправданное решение. Там были солидные 290 л.с. при всего 1400 об/мин. Представляете “мощные взрывы” в каждом цилиндре? О какой плавности можно говорить. Да и наполнить такой большой цилиндр смесью — непросто.
Противоположный пример — серийные спорткары Dino 208 GT4 и Ferrari 208 GTB / GTS / Turbo в 1975-1985 гг. Эти купе оснащались мотором Ferrari Dino V8 2.0 (всего 0,25 литра на один цилиндр), развивавшие в разных версиях 155, 170 и 220 лошадиных сил (последнее число — вариант с турбонаддувом).
Столь необычный агрегат был сделан на основе тоже совсем нетипичного для автостроения мотора, V8 2.9, путём уменьшения диаметра цилиндра. Два литра Ferrari понадобились для итальянского рынка, из-за огромного НДС, налагаемого в то время на авто с двигателем более двух литров.
Или вот был такой спорткар Yamaha OX99-11 (1992 год) с агрегатом V12 3.5 на 407 сил. Это 0,291 л на цилиндр. У проекта этого мотора — гоночные корни. Согласитесь, сочетание объёма и числа цилиндров — диковинное.
Почему же наращивать число цилиндров ради мощности — не всегда выгодно? С одной стороны, выбор их числа продиктован компоновкой и соображениями плавности работы, уравновешенности, равномерности следования рабочих ходов, возможностью лучше наполнять цилиндры на больших оборотах.
С другой стороны, много слишком маленьких цилиндров — это не только рост сложности и стоимости мотора, но и спорный момент в плане термодинамики. Ведь площадь стенок цилиндра, через которые тепло понапрасну уходит в систему охлаждения, растёт как квадрат размера, а объём — как куб. Так что в крупном цилиндре соотношение объёма к площади внешней поверхности выше и больше энергии топлива преобразуется в работу.
Посмотрите на массовые двигатели на три, четыре, шесть, восемь, двенадцать цилиндров — объём одного цилиндра там чаще всего крутится вокруг 0,5 литра, с небольшими отклонениями вверх-вниз. Получается, это оптимальная величина, баланс между сложностью мотора, плавностью его работы и топливной эффективностью.
Лишь для низкооборотных моторов выгоднее наращивать объём одного цилиндра, чем их число — будет и эффективнее, и дешевле. Даже самый большой судовой ДВС (Wärtsilä RT-flex96C) с гигантским рабочим объёмом в 25 333 литра — только лишь 14-цилиндровый (1809,5 л — один цилиндр). Но так и развивает он максимальную мощность 108 876 “лошадок” всего при 102 об/мин.
Почему же иногда инженеры отступают от этих закономерностей и создают “очень” многоцилиндровые движки? Причины разные. Так бывает, если нужно сделать большой агрегат не с нуля, а отталкиваясь от уже существующего “младшего” ДВС. С возможностью использовать часть деталей (поршневая группа, элементы системы газораспределения). Это экономит средства не только на производстве, но и деньги, и время на разработку.
Так в Чизетте Moroder V16T шестилитровый 550-сильный двигатель получился путём совмещения пары агрегатов V8 от Lamborghini Urraco. Но нельзя сказать, что сзади у суперкара просто стояло два отдельных двигателя. У половинок такого V16 была общая впускная система, единый блок цилиндров. Хотя головок блока, например, было именно четыре, а не две. А распредвалов — восемь, а не четыре (и 64 клапана).
Похожие соображения привели создателей двигателя для карьерного самосвала Caterpillar 797B (2002 год) к модульной конструкции. Турбодизель Cat 3524B HD EUI (3600 сил) с 24 цилиндрами, это по сути тандем из двух 12-цилиндровых Cat 3512B HD. Они стоят на общей раме, у них объединены коленвалы и ряд систем.
И всё же видно, что это именно сведённые вместе агрегаты. Если посчитать их за один ДВС, то конечно получится внушительный суммарный рабочий объём — 117,1 л. Уточним, что более поздняя модель самосвала, Caterpillar 797F (2009 год) оснащена дизелем V20 с рабочим объёмом “всего” в 106 литров. Но там действительно один мотор, с одним блоком (Cat C175-20 ACERT).
И вот теперь мы подобрались к самым выдающимся (по числу цилиндров) ДВС в мире. Автомобилями ограничиваться не будем.
28 цилиндров
Pratt & Whitney R-4360 Wasp Major (1944 год). Авиационный поршневой мотор радиального типа (звездообразный) с 28 цилиндрами, стоящими в четыре слоя по семь. Рабочий объём — 71,5 л, мощность — от 2700 до 3535 л.с., в зависимости от версии. В конце сороковых и в пятидесятых применялся на нескольких моделях самолётов военно-транспортной авиации и бомбардировщиков.
30 цилиндров
Танковый бензиновый двигатель Chrysler A57 multibank (1941 год) был создан за счёт объединения пяти автомобильных рядных шестицилиндровых моторов в один. Пять коленвалов за счёт шестерён передавали мощность на общий выходной вал. Помимо общего корпуса, рядные агрегаты получили общие системы смазки, охлаждения и питания. Рабочий объём — 20,53 л, мощность — от 380 до 480 “лошадок”. Использовался в танке M3A4.
32 цилиндра
В тридцатые и сороковые годы немецкая компания Klöckner-Humboldt-Deutz (KHD) строила целую серию экспериментальных авиационных двухтактных дизельных моторов, венцом которых стал KHD Dz 720 (он же Dz 710 P2, 1944 год). По сути это были два оппозитных шестнадцатицилиндровых дизеля KHD Dz 710, поставленных друг на друга, причём верхний — перевёрнут. Получился агрегат со схемой H-32. Рабочий объём — 102,9 л, мощность при установке наддува — 5982 сил. Проектировали этот мотор под крупные самолёты, но приглянулся он ВМС для скоростных катеров.
36 цилиндров
Lycoming XR-7755 (1944 год). Это американский авиационный мотор звездообразной схемы, который инженеры создали, составив девять четырёхцилиндровых рядных блоков под углом 40 градусов друг к другу. Все блоки работают на один центральный коленвал. Цилиндры этой “звезды” стоят ровными рядами, а не размещены спиралью, поскольку тут водяное охлаждение. Рабочий объём — 127,1 л, максимальная мощность — 5030 “лошадок”.
Проектировали этот мотор для бомбардировщика Convair B-36, но тому в итоге достался упомянутый выше 28-цилиндровый Wasp Major (самолёт оснащался шестью такими моторами). А XR-7755 собрали только в количестве двух экземпляров, ограничившись опытами.
48 цилиндров
Кастомный мотоцикл Tinker Toy со своим 48-цилиндровым движком попал в книгу Гиннеса с определением “Vehicle engine with the most cylinders”. Это детище британца Саймона Уайтлока, сделанное на основе растянутой рамы от Kawaski 250 S1. Супермотор составлен из шестнадцати трёхцилиндровых двухтактных движков Kawasaki KH250. Они собраны так, что вышло шесть рядов по восемь цилиндров. Получился суммарный объём 4,2 л. Забавно, что для запуска такого агрегата не хватало простого стартера, потому в его роли тут применён небольшой (125 кубиков) одноцилиндровый двухтактник. Коробка передач была взята от BMW K100, а ещё ряд компонентов — от Honda Goldwing.
56 цилиндров
Pratt & Whitney R-8720 (5600 XBSAP) Quadruple Wasp — развитие линейки Wasp. Экспериментальный авиадвигатель звездообразного типа (восемь звёзд по семь цилиндров в каждой). Рабочий объём — 142,9 л, максимальная мощность 7000 л.с. Увы, данных по этому чудовищу маловато. (Есть предположение, что это не рабочий мотор, а нечто вроде макета, собранного из двух 28-цилиндровых.)
100 цилиндров
Этот рекорд уже шуточный, так как речь идёт о моделях от Лего. В таких наборах есть части для постройки самых разных “двс”, от одноцилиндровых до 24-х, 42-х и так далее, насколько хватает фантазии. При самых разных конфигурациях (рядные, V-образные и X-образные, радиальные). И в сети можно найти примеры лего-транспорта с моторами на 100 цилиндров. Как на этих кадрах от Brick Experiment Channel, создавшего модельки со 100-цилиндровым рядным движком и со 100-цилиндровым H-образным.
