Вслед за распространением модульных платформ, ставших основой практически всех современных моделей, инженеры начали унифицировать и конструкцию двигателей. Логично, что «модулем» – неделимым конструктивным элементом ДВС, стал цилиндр, унифицированная версия которого дала возможность инженерам Daimler отказаться от агрегатов V6. Долго ли протянут V8? Первый же докладчик, взошедший на импровизированную кафедру открытого в этом году испытательного центра «Даймлер» «Зиндельфингене» , успокоил журналистов – массовое распространение электромобилей – дело не сегодняшнего и даже не завтрашнего дня. А затем добавил: «Мы вкладывали, вкладываем и будем вкладывать деньги в развитие двигателей внутреннего сгорания». Что ж, такая постановка вопроса вполне логична, ведь эффективность тех же новомодных «розеточных» гибридов (с возможностью подзарядки АКБ от внешнего источника) в первую очередь зависит именно от ДВС, и лишь во вторую – от характеристик батареи, которая, к слову, и без того постоянно забирает на себя энергию. Если температура окружающей среды ниже 22–24 градусов по Цельсию, включается режим обогрева, если выше – в рубашку поступает хладагент системы кондиционирования… Для новой линейки моторов, которую представили разработчики из Штутгарта на техническом семинаре в конце октября, дополнительной терморегуляции, конечно, не требуется. Наоборот, новые технологии позволяют сократить объем охлаждающей жидкости и уменьшить «размер» рубашки – теперь межцентровое расстояние в 90 мм становится стандартом для всех новых агрегатов – и бензиновых, и дизельных. Само собой, это снижает и массу двигателя, и габариты. Немцы показали пять новых моторов – пока только один из них владельцы Mercedes-Benz успели опробовать. Речь о 2,0-литровой рядной дизельной «четверке», которая дебютировала вместе с новым поколением E-класса (W213) на автосалоне в Детройте. Однако начнем обзор с самой технически интересной новинки, которую будут ставить под капот S-класса с весны следующего года, имеется в виду рядная бензиновая «шестерка» М 256, пришедшая на смену V-образному 6-цилиндровому двигателю М 276. ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ «НАДДУВАТЕЛЬСТВО» Как известно, мотор с шестью цилиндрами, установленными в ряд, разгружен от сил инерции второго порядка и моментов от них, возникающих в кривошипно-шатунном механизме, поэтому балансирный вал мотору такой архитектуры не требуется. Это безусловное преимущество рядного агрегата: напомним, что на V6 балансир размещают в развале блока, а на 4-цилиндровых моторах нужно аж два балансира. Однако именно на Mercedes такие рядные «шестерки» распространения не получили, хотя Daimler выпускал и 5-ти и 6-цилиндровые дизельные «рядники». До некоторых пор считалось, что V6 дает больше свободы при компоновке подкапотного отсека, хотя V6 дороже по определению – у него две головки вместо одной, четыре распределительных вала вместо двух, что приводит к удвоению и усложнению других систем, к примеру, газораспределительной. Сейчас времена другие, в первую очередь нужно уменьшать себестоимость производства моторов, и самый простой способ – начать выпуск на одной линии 4-х и 6-цилиндровых ДВС. Понятно, что это имеет смысл только в том случае, если обе конструкции – рядные. Вариант системы Camtronic, установленный на 1,6-литровом бензиновом моторе Daimler 1 – исполнительный механизм переключения распредвала с малого на большой кулачок; 2 – прорези внешней обоймы распредвала; 3 – внешняя обойма распредвала 4 – распределительный вал 5 – шлицы, по котором внешняя обойма (3) с совершает осевое перемещение 6 – шариковые стопорные механизмы 7 – кулачок с переменным профилем 8 – кулачок с постоянным профилем Тут очень кстати пришлись новые возможности по уменьшению межцентрового расстояния: ведь с 90 мм рядная «шестерка» не сильно вылезает за габарит V6, у которого между цилиндрами – 106 мм. Кроме того, у «рядника» традиционно существенно выше соотношение хода поршня к диаметру цилиндра, а значит, меньше потери на трение в паре «кольца-зеркало цилиндра». Двигатель М 256 избавлен от ременных передач, забирающих мощность с коленвала для навесного оборудования: ГРМ приводит цепь, кондиционер – электродвигатель Базовый вариант стартер-генератора с ременным приводом; позволяет рекуперировать до 80% энергии торможения; в режиме электродвигателя добавляет на коленвал от 14 до 20 л.с. На моторе М 264 (бензиновый, 4-цилиндровый) мотор-генератор уже ременный (см. картинку выше); работает со старта до 2500 об./мин. Мотор-генератор начнут устанавливать с 6-цилиндровым мотором М 256. Узел будет работать вкупе с 48-вольтовой электрической системой и добавлять мощность на первичный вал коробки; вместе с турбиной работает и крыльчатка с электроприводом. Итак, на 3 л рабочего объема бензиновый М 256 выдает четыре сотни «лошадей», однако разработчики, принимая горделивые позы, просят смотреть на киловатты: с 1 л рабочего объема снято 100 кВт. Красивая цифра! К слову, еще 10 лет назад даже серийный мотор Porsche 911 Turbo не дотягивал до «сотни». Отчасти потому, что у него не было дополнительной крыльчатки, приводимой электромотором. Собственно, главное новшество М 256 – электрическая турбина, которая на серийных машинах Daimler пока распространения не получила. Она может включиться в любой момент за 300 мс, добавив более десятка «лошадей». В отличие от крыльчатки турбопривода электрической крыльчатке неведома инерция: в данном случае сразу начинается вращение со скоростью 70 000 об./мин. ПОЧЕМУ 48 ЛУЧШЕ, ЧЕМ 12? Для питания такого компрессора, как показывает опыт других немецких фирм, 12-вольтовая бортовая электрическая система уже не годится, нужно 48 В. Эксперты уже в ближайшем будущем ожидают массовый переход на 48 В, но, конечно, не по причине острой и повсеместной нужды в электрической крыльчатке. Именно с более мощной электрикой появляется возможность применять систему так называемого «мягкого гибрида», или, как ее уже успели окрестить, «48-вольтового гибрида». На новых «даймлеровских» моторах она присутствует в двух версиях. На двигателе М 256, предназначенном для флагманской модели S-Classe, гибридную функцию выполняет стартер-генератор ISG (Integrated Starter-Alternator), встроенный между ДВС и АКП – его ротор крепится к фланцу коленчатого вала. Схематично ISG мало чем отличается от аналогов, которые устанавливали между ДВС и коробкой передач на некоторых японских моделях еще более 10 лет назад. Отличия как раз и заключаются в напряжении батареи: теперь нет нужды ставить высоковольтную АКБ, достаточно 48 В. Разнятся и алгоритмы работы. Теперь стартер включается при каждом старте автомобиля, чем существенно облегчает нагрузку на ДВС по разгону машины именно в то самое время, когда и расход горючего, и выбросы вредных веществ – максимальны. Эффект обеспечивается природой электромотора, который сразу же выдает максимум крутящего момента, чем выгодно отличается от ДВС, которому для адаптации к дорожным условиям нужна коробка передач. Электромотор системы ISG может докручивать коленвал при любых режимах двигателя, и добавлять до 200 Нм! После того как ДВС выйдет в средний диапазон оборотов и перестанет нуждаться в помощнике, стартер переключается в режим генератора и при сбросе газа восстанавливает заряд 48-вольтовой АКБ. Такая схема позволит и бензиновым моторам, и дизелям с легкостью вписаться в грядущие экологические нормы. Уже с сентября 2017 года для сертификации автомобилей в Европе вместо цикла NEDC, который в последние год-два то и дело подвергается критике как не соответствующий реальным условиям эксплуатации, начнут применять цикл WLTP. Последний дольше по времени на треть, маршрут его длиннее в два раза, и во столько же меньше количество времени, проводимого испытуемым автомобилем на остановках. Новые моторы заточены уже под новый цикл. Для двигателей меньшего объема достаточно стартера-генератора, который будет добавлять на коленвал мощность через ременную передачу, как это уже сделано на первом в мире серийном 48-вольтовом дизельном гибриде Renault Scenic четвертого поколения. И именно в таком виде «мягкий гибрид» будет реализован на моделях, оснащенных 4-цилиндровым бензиновым мотором М 264. Здесь систему именуют уже BSA – belt-driven starter-alternator, то есть стартер-генератор с ременным приводом. Этот механизм может добавлять мощности на коленвал со старта до 2500 об./мин. работы ДВС, дальше электрическая машина уже переключается в режим генератора и начинает восстанавливать заряд АКБ. Двигатель М 264 планируют выпускать в трех вариантах: топовой станет версия в 272 л.с., где с литра рабочего объема и тут отдача в 100 кВт. Вместе с тем электрической турбины М 264 уже нет – только классическая «улитка» типа twin-scroll, подающая на крыльчатку два потока выхлопных газов – каждый от двух цилиндров, чем достигается практически безударное вращение крыльчатки. ИЗЫСКИ ТЕХНИКИ Еще одним дебютным мотором стал бензиновый V8 (М 176), который, очевидно, не утратит своих лидерских позиций до тех пор, пока инженеры из Штутгарта не начнут делать рядные «восьмерки». Он лишь на 10% мощнее предшественника, и «правило ста киловатт» на этом объеме не реализовано, зато максимум его тяги в 700 Нм доступен уже с 2000 об./мин. Кроме того, имеется у него и оригинальная конструктивная черта, позволяющая сократить расход горючего, что для большеобъемных агрегатов всегда актуально – система отключения цилиндров, используемая на частичных нагрузках. Механизм, который применили немцы, прост и отработан – инженеры Daimler внедрили его в 2012 г. на Mercedes A-Classe с 1,6-литровым мотором, и используется он не только для отключения цилиндров, но и для 2-ступенчатой регулировки хода клапана, к примеру. В авторской версии Daimler он называется Camtronic, и на М 176 может использоваться для отключения четырех цилиндров в диапазоне от 900 до 3250 об./мин. С помощью Camtronic все четыре распредвала, а точнее, их части, отвечающие за открытия клапанов цилиндров номер 2, 3, 5 и 8, перемещаются в осевом направлении, вследствие чего на клапаны указанных цилиндров не воздействуют кулачки, что исключает их открытие. При этом в указанные цилиндры форсунки не подают бензин, и свечи зажигания не «искрятся». Camtronic применяют и на дизельной новинке, рядной «шестерке» ОМ 656, которая появится на E-Classe в 2017 г. По сравнению с V-образным ОМ 642 мотор прибавил 40 кВт – до 230 кВт, и хотя тоже не выдерживает «правила 100 кВт», но на литр рабочего объема выдает больше ста «лошадей». Дизелей с такой удельной мощностью на Mercedes еще не ставили – достигнута она в том числе за счет резкого увеличения максимального давления впрыска – до 2500 бар. Для сравнения: у 4-цилиндрового ОМ 654, дебютировавшего с E-Classe, этот показатель довели лишь до 2050 бар. По расходу горючего новинка на 7% выгоднее в эксплуатации. На обоих дизелях – и 4-х и 6-цилиндровом – применена новая технология обработки зеркала цилиндра Nanoslide, уменьшающая на 40% трение в паре «кольца-зеркало». И у этого «рядника» относительно дизеля V6 тоже уменьшилось межцилиндровое расстояние – со 106 до 90 мм. Универсальный «дизельный» цилиндр по объему несколько меньше «бензинового» – 488 «кубиков» против 500, но теперь и блоки дизелей с любым количеством цилиндров можно обрабатывать на одной линии. Само собой, я задал конструкторам Daimler вопрос о возможном появлении 3-цилиндрового бензинового мотора с унифицированным цилиндром. Прямого ответа я не получил, но, намеки интерпретировал так: такие агрегаты обязательно появятся под капотами будущих моделей, спроектированных на платформе MFA, то есть с поперечным расположением силового агрегата – на будущих версиях моделей A, B, CLA, GLA, GLB. Всего на программу по обновлению новых моторов выделено около 3 млрд евро, но в полной мере оценить результаты можно будет в следующем году, когда все новинки начнут серийно устанавливать на конвейерные модели. Отрадно, что инженеры из Штутгарта пока не решились променять наследие Николауса Отто, Вильгельма Майбаха и Рудольфа Дизеля на электричество. Правда, настораживает один нюанс – все новые агрегаты, представленные журналистам на техническом семинаре, имеют весьма ограниченный жизненный цикл и рассчитываются всего на 160 тыс. км. Конечно, проходят они и больше, но… Так ли давно Daimler выпускал дизели-миллионники?... http://www.automobili.ru/themes/technology/nodding-analysis/
