Журнальная статья 1986-ого о малообъёмных двигателях V8 для легковых автомобилей (Auto Motor und Sport)

Перевод статьи о малообъёмных двигателях V8 для легковых автомобилей от немецкого автомобильного журнального издания Auto Motor und Sport, № 10, 1986.

СУПЕР-ВОСЬМЕРКА

Малообъемные двигатели V8 как комфортабельный привод будущего.

Казалось, лучшие времена двигателя V8 остались позади. В пятидесятые годы он был статусным символом избыточной американской моторизации, в шестидесятые — самой массовой формой конструкции двигателя в мире, но семидесятые с их проблемами токсичности выхлопа и дефицита энергии поставили под угрозу его выживание даже в стране изобилия — США. Прошло время, когда мощность можно было черпать без ограничений, не оглядываясь на экологические нормы; канули в лету экстремально высокие степени сжатия, возможные благодаря высокоэтилированному топливу; прекратился почти безграничный рост размеров американских «дорожных крейсеров» и их рабочих объемов.

Для экономных европейцев восьмицилиндровый мотор всегда оставался нелюбимым аутсайдером. Столь высокий уровень автомобильной роскоши автопроизводители Старого Света позволяли лишь элитарным моделям. Соответственно, большие двигатели V8 можно встретить только у Rolls-Royce, Aston Martin, Porsche (модель 928) и в S-классе Mercedes. А сложнейшие в производстве малые V8 после бесславного ухода Alfa Romeo Montreal предлагают лишь итальянские производители спорткаров — Ferrari и Lamborghini. Достичь высоких объемов выпуска, необходимых для рентабельного производства, с такими моделями определенно невозможно. Впрочем, в упомянутых случаях это вряд ли входило в намерения компаний. Одно исключение, правда, есть: 3,5-литровый Rover V8, проданный корпорацией Buick англичанам в 1967 году из-за слишком малого объема, успешно продержался почти 20 лет. Помимо больших седанов Rover, преимуществами его комфортного хода пользуются такие респектабельные автомобили, как Morgan Plus 8 и Range Rover.

Наступает ли переломный момент? Похоже на то. Ведь за всеми разговорами об избыточном аппетите моторов V8, что в первую очередь связано с американской неумеренностью, фактические преимущества этой компоновки в значительной степени оказались забыты. Поэтому стоит провести небольшую рекапитуляцию.

Ни при какой другой схеме невозможно реализовать большое число цилиндров и солидный рабочий объем более компактно и легко. По габаритной длине двигатель V8 превосходит рядную «четверку» половинного объема лишь на ширину одного шатуна и чуть более массивный привод ГРМ. В сущности, V8 можно представить как сдвоенную четверку с общим коленчатым валом. В компании Glas эту идею воплотили в жизнь около 20 лет назад. Благодаря такому подходу при грамотном проектировании можно достичь высокого процента унифицированных деталей.

Компактная конструкция позволяет получить очень жесткий блок, который выгодно отливать из алюминия. За счет этого двигатели V8 имеют явное преимущество в весе перед рядными шестицилиндровыми моторами того же объема, чей блок цилиндров из-за недостаточной конструктивной жесткости, как правило, изготавливается из чугуна. Так, мотор Rover объемом 3,5 литра весит всего около 160 кг, тогда как сопоставимая «шестерка» BMW тянет на 190 кг. Еще одно преимущество V8 перед рядной «шестеркой»: короткий коленчатый вал обладает высокой жесткостью и не склонен к крутильным колебаниям. В плане плавности хода V-образная «восьмерка» также не уступает рядной «шестерке». При соответствующем смещении шатунных шеек можно полностью уравновесить все силы и моменты инерции. А что касается равномерности отдачи мощности, то большее количество цилиндров всегда было предпочтительнее меньшего.

Разумеется, это далеко не новые открытия. Но в пользу V8 как комфортабельного источника тяги будущего говорит прежде всего его малая установочная длина, которая допускает как продольный монтаж, так и все чаще применяемую на крупных автомобилях поперечную установку с непосредственно пристыкованной коробкой передач. В то время как использование рядных шестицилиндровых моторов ограничено традиционной классической компоновкой (двигатель спереди, привод сзади), умеренный по габаритам V8 найдет себе место везде. Реализованные примеры подтверждают это: в Cadillac и новой Lancia Thema 8.32 поперечно установленные двигатели V8 приводят в движение передние колеса. У Ferrari восьмицилиндровый агрегат в зависимости от задач размещают за спиной водителя то поперечно (328), то продольно (GTO) — разумеется, с приводом на задние колеса. Ну а для классической компоновки моторы V8 никогда не были проблемой.

Таким образом, перед нами «мастер на все руки», хотя, надо признать, дорогой. Ведь с примитивными конструкциями по американскому образцу у двигателя V8 в требовательных европейских автомобилях будущего точно бы не было. Куда ведет этот путь, показывают существующие и находящиеся в разработке образцы.  Четырехклапанная технология и до четырех верхних распределительных валов, возможно, в сочетании с наддувом, свидетельствуют о высочайшем техническом уровне. Можно также примерно оценить, где в плане рабочего объема расположится этот новый класс: между тремя и четырьмя литрами. Именно там, где шестицилиндровые моторы из-за слишком больших объемов единичного цилиндра достигают своего предела или сталкиваются с проблемами при компоновке.

С точки зрения маркетинга малый V8 интересен везде, где нужно подчеркнуть высокий статус и комфорт двигателя в не слишком крупном кузове. «Яппи» в компактном Mercedes с восьмицилиндровым мотором наверняка был бы в тренде, если не сказать — на пике моды. Однако маленького Mercedes V8 пока не существует, хотя в Унтертюркхайме об этом совершенно точно размышляют. Хотя моторист Mercedes доктор Курт Облендер и любит парировать соответствующие запросы ссылкой на гомогенную модельную гамму компании, которой не требуется ни двенадцатицилиндровый двигатель сверху, ни малый восьмицилиндровый в середине. Аргумент верный, но он имеет решающий недостаток: большой Mercedes V8 не помещается в модель среднего класса W 124 (от 200 до 300 E) — и уж тем более в самый компактный Mercedes, W 201 (190).

Кроме того, несмотря на клятвенно заверяемую гомогенность, в программе двигателей Mercedes между тремя литрами (где заканчивается рядная «шестерка») и 4,2 литрами (где начинается большой V8) зияет относительно большая ниша. Ее можно было бы идеально закрыть восьмицилиндровым мотором объемом около 3,5 литров, который бы даже вписался в модульную систему. Ведь если предположить, что малый Mercedes V8 базировался бы на новой серии шестицилиндровых двигателей M 103, то при соотношении хода поршня и диаметра цилиндра, как у 2,6-литровой версии, получился бы рабочий объем почти точно 3,5 литра. Еще одно преимущество такого выбора: из-за меньшего межцилиндрового расстояния (у шестицилиндрового мотора оно составляет 97,0 мм, у четырехцилиндрового — 103,5 мм) такой V8 был бы не длиннее нынешней даймлеровской «четверки», а значит, без труда поместился бы и в малый, и в средний кузов. С точки зрения веса проблем также не возникло бы: у Daimler-Benz огромный опыт литья из алюминия. Это доказывает большой 5,6-литровый V8, который весит всего на 30 кг больше трехлитровой «шестерки».

Как еще мог бы выглядеть этот малый восьмицилиндровик, который должен был бы представлять топовую моторизацию в своем классе? Что ж, в четырехклапанных головках цилиндров Daimler-Benz уже попрактиковался на четырехцилиндровом моторе. Адаптация этой технологии для V8 весьма вероятна. Вероятна и высокая удельная мощность, которая точно не должна ограничиваться 250 л.с., тем более что и в плане объема еще есть возможности для развития.

Впрочем, V-образный двигатель не обязательно должен выглядеть как V-образный. Отходя от классических конструктивных признаков, завод Volkswagen под руководством главы отдела агрегатов профессора доктора Петера Хофбауэра разрабатывает так называемые рядно-V-образные двигатели (RV). Очень узкий угол развала цилиндров (около 15 градусов) обеспечивает еще более компактную конструкцию и, кроме того, позволяет использовать общую головку блока. Шестицилиндровый мотор на этой базе уже готов, а восьмицилиндровый имел бы смысл уже по причине высоких инвестиций. Чуть более трех литров рабочего объема можно было бы легко распределить на восемь «горшков» — плавность хода и мощность здесь точно не станут проблемой. Можно ожидать 160 л.с. с двухклапанной технологией и более 200 л.с. с четырьмя клапанами на цилиндр. Хотя Хофбауэр и отмахивается от таких предположений вопросом: «Где, позвольте узнать, Volkswagen должен устанавливать такой двигатель?», ответ очевиден: точно не в скутер, а, возможно, в преемника Audi 100, которому при поперечном расположении мотора в любом случае потребуется новая концепция привода.

Поскольку и нынешняя Audi 100 остро нуждается в адекватной топовой моторизации, у другого проекта V8, несомненно, больше шансов на скорую реализацию. Разработанный инженерами Audi в Неккарзульме восьмицилиндровый двигатель находится на пороге серийного производства. Этот 90-градусный V8, конструктивно базирующийся на концерновских четырехцилиндровых моторах серии 827, предназначен для флагманской модели линейки Audi 100, которую внутри завода называют «200 плюс». Алюминиевый мотор должен стартовать с объема 3,2 литра и благодаря использованию заимствованных у «четверки» четырехклапанных головок выдавать около 220 л.с. с катализатором. Дальнейшее повышение мощности может происходить за счет увеличения объема или, если требуется очень серьезный скачок, с помощью двух турбокомпрессоров. В этом случае для Audi V8 и 300 л.с. были бы далеко не пределом. Нужно только, наконец, начать.

Этот комплимент — первыми распознать и реализовать новый технический тренд — со времен нынешнего Туринского автосалона заслуживает все более инновационная «дочка» Fiat, компания Lancia. Ведь модель Thema 8.32 с ее поперечно установленным двигателем V8 воплощает именно тот тип автомобиля, в котором данная архитектура мотора имеет наибольшие шансы. В поиске подходящего двигателя Lancia, конечно, было проще, чем немецким конкурентам. Ведь в производственной программе марки Ferrari, также связанной с Fiat, давно имеется силовой агрегат, отвечающий заданным критериям. И происхождение здесь явно не идет во вред. На самом деле V8 от Ferrari — это образец современного, хотя и дорогостоящего двигателестроения. Его объем варьируется от двух до 3,2 литра, он выпускается с двумя и четырьмя клапанами на цилиндр и при необходимости дополнительно подпитывается одним или двумя турбокомпрессорами (GTO). В модели GTO он представляет собой серийный агрегат с самыми высокими на данный момент показателями удельной мощности для дорожных двигателей — в конце концов, Porsche 959 еще не пошел в серию.

Однако последовательная ориентация этого мотора на достижение пиковых характеристик имеет и свои минусы. Необходимый для этого плоский коленчатый вал (с углом между кривошипами 180 градусов) оставляет неуравновешенными силы инерции второго порядка, что было бы неприемлемо для комфортабельного седана. Это стало одной из причин, по которой Lancia, помимо периферии, пересмотрела и внутреннюю архитектуру мотора Ferrari. Так он получил коленчатый вал со смещением шатунных шеек на 90 градусов, что гарантирует не только плавность хода, но и — благодаря связанному с этим изменению конфигурации выпуска — тот самый любимый рокот V8. Мощности в нем благодаря 32 клапанам по-прежнему достаточно. А в том, что касается рабочего объема, конструкторы ограничились мерой, которая уже прославила V8 в истории гонок: с тремя литрами Cosworth V8 стал самым успешным гоночным агрегатом всех времен.

А японцы? Неужели они проспали тренд на V8? Вряд ли. Тому, кто видит новый 90-градусный V6 модели Honda Legend, не нужно много фантазии, чтобы представить этот мотор с восемью цилиндрами. Не хватает только подходящего автомобиля.

НЕУСПЕШНЫЕ

До сих пор малые V8 играли роль аутсайдеров.

Еще до 1900 года французская фирма Mors экспериментировала с восьмицилиндровым мотором V-образной формы. Примерно в 1903 году француз Клеман Адер заявил V8 для гонки Париж — Мадрид, в 1908 году DeDion-Bouton разработала первые серийные модели V8, но в 1923 году отказалась от этой схемы. Одна из причин: при длинноходных цилиндрах малого диаметра и всеобщем восхищении внушительными капотами габаритная длина двигателя еще не была решающим аргументом в пользу V-образной компоновки. Однако в 1915 году Cadillac подготовил убедительный V8, остался верен ему и создал школу для ряда американских фирм.

В 1932 году Ford внедрил V8 в массовое производство; для новой эры «пространства на колесах» V-образный мотор в США стал идеальной концепцией, позволяющей компактно разместить большой рабочий объем. Европейские мотористы, ориентированные на меньшие литражи, не жаловали V8 даже в высшем классе. Затраты на стыковку двух четырехцилиндровых двигателей в V-образную схему при европейских тиражах изначально делали малые V8 дорогими в производстве. Тем не менее, у DeDion-Bouton существовал 2,6-литровый агрегат, а британский завод Ford с 1932 года закрепился в верхнем сегменте среднего класса с V8 американского происхождения, но европейского объема: 2,3 и 3,6 литра, предлагая их по удивительным ценам. Американский характер европейских Ford V8 высоко ценился знатоками, а победа автомобиля с таким двигателем в ралли Монте-Карло 50 лет назад лишний раз подтвердила качества этого мотора с его своеобразным шармом типичного «бормотания» выхлопа V8.

Несмотря на преобладающее неприятие, V-образные восьмицилиндровые двигатели раз за разом занимали умы европейских конструкторов. Так, гениальный Андре Ситроен в 1934 году представил свою новую переднеприводную модель не только с четырехцилиндровым мотором, но и с 3,8-литровым V8. Этот воодушевляющий 22 CV пал жертвой финансового кризиса завода, оставшись незавершенным. С верхним расположением клапанов это была современная, но дорогая концепция по сравнению с общепринятыми нижнеклапанными моторами.

Маленькая, но изысканная французская фирма Derby также не смогла пробиться со своим переднеприводным V8, однако оставила себе памятник: двигатель рабочим объемом всего 2 литра выдавал бодрые 50 л.с. Впускные клапаны имели нижнее расположение, выпускные — верхнее. Этот Derby выпускался лишь с 1933 по 1934 год. После войны французский завод Ford в Пуасси продолжил традицию V8; в 1949 году появился Ford Vedette с 2,4-литровой версией добротного агрегата и кузовом «горбатого» типа, позже обретшим новые привлекательные формы. Simca поглотила завод и модель. Появились люксовые версии с красивыми названиями Beaulieu, Chambord и Présidence. На закате производства этой серии ввиду Суэцкого кризиса модель получила 1,3-литровый четырехцилиндровый мотор от Simca Aronde и название Ariane.

С V8 во Франции на этом было покончено, хотя в 1964 году у Opel стартовал 4,6-литровый V8 Diplomat. Бразильские версии Simca V8 появились в 1965 году и продержались там еще несколько лет. Даже в Испании была предпринята попытка создания V8. Pegaso уже в 1951 году сделала ставку на восемь цилиндров при объеме от двух литров. Однако спорткар так и не набрал оборотов. Похожая судьба постигла двухлитровое спорткупе 8 V от Fiat. Хотя его мотор выдавал 105 л.с., что позволяло развивать 190 км/ч, покупателей нашлось немного.

Европейское послевоенное время, очевидно, еще не созрело для восьмицилиндровой роскоши. В этом пришлось убедиться и BMW, где первый немецкий послевоенный V8 установили в большой седан (501 и 502) еще в 1954 году. Современный легкосплавный двигатель начинался с объема 2,6 литра и 95 л.с., достигнув пика мощности в 160 л.с. при объеме 3,2 литра. Аналогичная версия (150 л.с.) служила силовым агрегатом легендарного спорткара BMW 507.

Разумеется, экономическим успехом модели BMW V8 не стали. Напротив, они едва не привели компанию к краху. На фирме Glas в Дингольфинге этот критический сценарий стал реальностью. Представленное в 1965 году на автосалоне IAA купе V8, прозванное в народе «Глазерати», оснащалось 2,6-литровой «восьмеркой» с двумя верхними распределительными валами, приводимыми зубчатыми ремнями. На тот момент это был самый современный V8 из когда-либо построенных в Германии. Тем не менее, он не смог спасти Glas. Это сделала BMW, поглотив семейное предприятие в Дингольфинге и таким образом вновь поневоле получив в гамму модель V8. Увеличенное до трех литров рабочего объема и форсированное со 150 до 160 л.с., купе BMW 3000 V8 находилось в производстве почти год до мая 1968 года. «Глазерати» с эмблемой BMW стал последним малым V8 германского производства. И он тоже не имел успеха.