Двигатель, который работает не 4, а 5 тактов. В конце 2000-х годов британская компания Ilmor Engineering, чьи моторы побеждали в Формуле-1 и IndyCar, взяла и построила такой. Он работал и более того, он выдавал 130 лошадиных сил с 700 кубических сантиметров - это удельная мощность 185 л.с. с литра, что до сих пор звучит фантастически для атмосферного (пусть и турбированного) бензинового мотора .
Сегодня про пятитактный двигатель Ilmor почти забыли. Он не пошел в серию, не взорвал рынок, но остался в истории как один из самых элегантных и одновременно обреченных инженерных экспериментов XXI века. В этой статье мы разберем, как он устроен, почему его сочли гениальным и что в итоге сломалось.
Авторы и контекст: кого мы потеряли?
Когда слышишь, что «какая-то компания изобрела странный мотор», обычно ждешь подвоха. Но Ilmor - не стартап в гараже.
Ilmor Engineering была основана в 1984 году Марио Ильеном и Полом Морганом (при поддержке Роджера Пенске) и заслуженно считается одним из лучших в мире независимых разработчиков гоночных двигателей. Они делали моторы для McLaren в F1, для Penske в IndyCar, а позже - для Mercedes и Honda. Это люди, которые умеют выжимать 900+ л.с. из полуторалитрового турбомотора .
А теперь представьте: эти ребята, привыкшие к предельным оборотам и давлениям, в середине 2000-х отвлеклись от гонок, чтобы заняться… экономией топлива. Звучит как шутка, но причина была прозаична: финансовый кризис 2008 года и ужесточение экологических норм заставили всех задуматься об эффективности.
Идея принадлежала не самому Ilmor. В 2000 году немецкий инженер Герхард Шмитц (Gerhard Schmitz) запатентовал концепцию пятитактного двигателя, а Ilmor согласился довести её до ума . К 2009 году они представили работающий прототип .
Как это работает?
Самое прекрасное в этом двигателе - его идея удивительно проста. Если вы понимаете, как работает обычный 4-тактник, вы поймете и 5-тактный.
Напоминание: в чем проблема обычного мотора?
В классическом четырехтактном цикле (Отто) рабочий ход - только один из четырех тактов. Поршень идет вниз, толкаемый взрывом смеси. Но к тому моменту, когда поршень достигает нижней мертвой точки, давление в цилиндре все еще огромно (5-10 атмосфер). Затем открывается выпускной клапан, и эта горячая энергия просто вылетает в выхлопную трубу. Потерянная работа. .
Решение Ilmor: третий цилиндр - помойка с пользой
Прототип Ilmor имеет всего три цилиндра, но они не одинаковы:
- Два внешних цилиндра (Высокое давление - HP). Это обычные 4-тактные моторы. Они работают как обычно: впуск, сжатие, рабочий ход, выпуск.
- Один центральный цилиндр (Низкое давление - LP). Это «мусоросжигательный завод». Он не имеет свечи зажигания и не потребляет топливо. Его задача - принять то, что выплюнули соседи .
Вот магия: Внешние цилиндры выпускают горячие газы не в атмосферу, а поочередно в большой центральный цилиндр. В момент, когда внешний цилиндр заканчивает рабочий такт, его клапан открывается, газ под давлением врывается в центральный цилиндр и толкает его огромный поршень вниз. Это и есть пятый такт - такт расширения, дармовой и очень эффективный .
Почему это гениально? Потому что 14.5:1
Обычный бензиновый мотор имеет степень расширения газов примерно 10:1 (больше нельзя - детонация). Дизель работает грубее, но эффективнее - около 14.5:1.
Так вот, пятитактный Ilmor достиг коэффициента расширения 14.5:1, работая на бензине .
Как? Потому что «сжатие» происходит только во внешних цилиндрах (умеренное, около 10:1), а «расширение» - суммарно во внешних и центральном. Процессы развязаны. Вы получаете КПД дизеля без его сажи и тяжелой конструкции .
Цифры, которые поражают воображение
Давайте отойдем от теории к жестким цифрам, которые Ilmor опубликовала в 2009-2011 годах. Речь идет о прототипе объемом 0.7 литра (фактически 700 кубиков, что меньше литровой банки сока) .
- Мощность: 130 л.с. при 7000 об/мин.
- Крутящий момент: 166 Нм (122 lb-ft) .
- Удельный расход топлива (BSFC): 226 г/кВт·ч. Для сравнения: обычный атмосферный мотор того времени - около 250-260 г/кВт·ч. Выигрыш в эффективности - 10% .
- Вес: Планировалось, что серийная версия будет на 20% легче аналогов по мощности .
- Плотность мощности: 185 л.с. с литра! Это уровень спорткаров, хотя и с турбиной .
Компания заявляла, что двигатель ощущается на дороге как дизель (тянет с низов), но крутится как бензиновый и не требует дорогих систем очистки выхлопа от NOx .
Почему же их нет в каждой машине?
Если все так хорошо, где же пятитактные Тахо и Камри? Почему Ilmor не стал новым Цукербергом?
Эта история - идеальный пример того, как великолепная инженерная идея разбивается о суровую реальность бизнеса и физики. Увы, у пятитактника нашлось три смертельных недостатка.
1. Температура и эндотермия (или «холодная смерть»)
Выхлопные газы, пройдя через второй цилиндр, отдают почти всё тепло. Они выходят из мотора... холодными. Для выхлопной системы это катастрофа. Катализатор (Euro-5/6 требует прогрева до 400°C за секунды) просто не может работать. Моторам нужна жара для быстрого старта, а пятитактник выдает «холодное дыхание» .
2. Турбояма и сложность
Хотя центральный цилиндр отлично работает на высоких оборотах и полном газу, на частичных нагрузках (когда мы едем по городу 60 км/ч) давления газов не хватает, чтобы эффективно раскрутить турбину и заставить работать схему. Двигатель становился вялым. Ilmor обещала доработки, но физику обмануть сложно .
3. Юридический ребус и «эффект джетлага»
Это самая грустная часть. Как пишут профильные издания, вскоре после успешных тестов создатель концепции Герхард Шмитц получил предложение о работе от одного из автогигантов. Возникли патентные споры и соглашения о неконкуренции. Проект забуксовал .
Через несколько лет все упоминания о «5-Stroke» исчезли с официального сайта Ilmor, как будто ничего и не было . Сейчас компания Ilmor (ставшая частью Mercedes-Benz High Performance Powertrains) занимается гибридами и электромоторами для Формулы-1 - тем, что приносит деньги здесь и сейчас.
Наследие: умер, но не исчез
Сегодня, в 2026 году, мы живем в эпоху электрификации. Казалось бы, сложный ДВС с тремя разными поршнями - это прошлое и не нужное. Но инженеры помнят урок Ilmor.
Принцип разнесения степени сжатия и степени расширения жив и здоров. Вы знаете его как цикл Аткинсона (Atkinson cycle), который используется во всех гибридах Toyota и Ford. Там за счет геометрии шатунов (или задержки закрытия клапанов) тоже делают такт расширения длиннее такта сжатия. Только делают это не третьим цилиндром, а хитрым распредвалом.
Пятитактник Ilmor был «механическим экстремизмом» - попыткой решить проблему чистой механикой, без электронных ухищрений. В 2024 году венгерские исследователи в своей работе отмечали, что при правильной доработке (особенно с впрыском воды для охлаждения) пятитактная схема могла бы стать идеальным Range Extender для электромобилей - маленьким, легким генератором, работающим только на оптимальных оборотах .
Двигатель Ilmor 5-Stroke - это тот самый «спортивный прототип», о котором слагают легенды в гаражах и на форумах. Он доказал, что классический ДВС далеко не исчерпал потенциал термодинамики. Можно было сделать шаг вперед, получив 130 сил с 700 кубиков и расход, как у дизеля.
Но мир моторов - это не только физика. Это деньги, патенты, евростандарты и лень масс-маркета. Ilmor предложила гениальную, но неудобную эволюцию.
Хотя сам проект заморожен, его дух витает над каждым современным гибридом, который бесшумно катится на электротяге, но при включении бензинового мотора выжимает из капли топлива максимум. Идея «отжать всё из газа» не умерла. Она просто стала выглядеть иначе.
А пятитактный Ilmor остался красивой, мощной и нереализованной аномалией - памятником инженерам, которые осмелились сказать: «А что, если добавить еще один такт?»