Лучшие двигатели ушедшего столетия. Часть 2

(Продолжение. Начало см. ранее)

Хотелось бы вспомнить о концерне Toyota. Фирма славится своими силовыми агрегатами. Даже трудно выбрать, что предпочтительней. Вспоминается и 20-клапанный атмосферный 4AGE, в котором снимается больше 100 л.с. с литра рабочего объема, и спортивный 3SGTE, и топовый  7MGTE Twin Turbo, стоявший на легендарной Supra в кузове MA70. Много сделал концерн для двигателестроения. Что же выбрать? Вспоминается тойотовский рекламный слоган: «Вот это здорово, Toyota».

На самом деле, конечно, здорово, но не только здорово. Производитель славится, прежде всего, качеством и надежностью. Поэтому выбор предопределен – 3SFE. Этот 2-литровый мотор – настоящий трудяга, на чем только не стоял. Даже после того как он перестал устанавливаться на автомобили, поставляемые на европейский рынок, двигатель продолжал применяться на машинах для внутреннего рынка. А японцы для себя оставляют всегда самое лучшее – посмотрите на модельный ряд, поставляемый в Европу и оставляемый для личных нужд. Разница ощутимая.

В Европе 3SFE появился в августе 1986 года на Camry в 21-м и 25-м кузовах, потом на Carina 2, Carina E, Avensis, MR-2, Celica, RAV-4 и т. д. В 1992 году появилась модификация 5SFE, объем увеличился до 2,2 л. Была также японская версия 4SFE с объемом, уменьшенным до 1,8 л. Европейская Toyota использовала сей агрегат до 2000 года. В Японии он продержался до 2002 года, после чего опять появилась модификация под названием 3SFE с прямым впрыском топлива. Кроме как для внутренних нужд, этот мотор больше нигде не использовался.

Чем же так запомнился 3SFE? 140 л.с. с 2 литров – не рекорд, тогда уже литровая мощность даже на гражданских версиях случалась и повыше, а на европейский рынок предлагался вообще дефорсированный вариант – 128 л.с. Все дело в чрезвычайно удачных характеристиках мощности и крутящего момента, благодаря чему этот двигатель мог использоваться на совершенно разных по статусу, массе и позиционированию автомашинах. Высочайшая механическая надежность сочеталась с надежностью электрики. При проектировании был заложен такой запас прочности, что «угробить» сей агрегат были способны лишь очень упорные или очень безалаберные люди.

Вспоминается случай из ремонтной практики, когда пришлось обслуживать абсолютно «убитый» автомобиль Toyota Camry 1986 года выпуска. Есть такие клиенты, хотя их и не так много, которые совсем не следят за машиной. Некоторые следят как-то по-своему. Например, одна из знакомых дам всегда ездила на свежевымытом авто. На мой вопрос: «Когда ты меняла масло последний раз?» – она ответила вопросом: «А зачем?» Но с Camry случай был совсем безнадежный – не работали даже тормоза. Из четырех колес при торможении слегка схватывалось только одно. Из-под капота доносился громкий перестук клапанов. Через 15 минут после запуска мотора стрелка указателя температуры двигателя оказывалась в красной зоне. Тормоза я сделал, а вот в мотор лезть совершенно не хотелось. Страшно было подумать, что я там увижу.

В общем, под клапанной крышкой действительно не было ничего радостного. В некоторых местах, например, под распредвалами, регулировочные шайбы и стаканы под них были окрашены в цвета побежалости, да и на алюминиевой ГБЦ местами были видны следы перегрева. При попытке достать шайбу края стальных стаканов крошились как керамика! До какой температуры и как часто надо греть двигатель, чтобы этакое случилось? Произойди подобное с М-20 от BMW, головка блока приобрела бы форму штопора. Из системы охлаждения слилось около стакана мутной ржавой жижи ни видом, ни консистенцией не похожей на антифриз. Надо же, и помпа жива осталась, ГБЦ не повело и даже прокладку не пробило.

Автомобиль был совершенно запущен, но, как ни удивительно, довольно быстро удалось все отремонтировать. Специнструмент не понадобился. Какая высокая ремонтопригодность была у старых «японцев»! Это не «немцы» с их болтами на 15, внутренними звездочками и слитием антифриза при снятии стартера. Позже я следил за судьбой этой Camry и могу сказать, что мотор дожил до глубокой старости и умер от естественных причин – износ цилиндро-поршневой группы. Восстанавливать автомобиль хозяин не стал, так как кузов был уже в плачевном состоянии. Жаль, конечно, что 3SFE больше не выпускается. С моей точки зрения это один из самых удачных силовых агрегатов.

Все гениальное, как известно, просто. А обычный поршневой двигатель ох как не прост, более того, год за годом он становится все сложнее и сложнее. Есть некоторые врожденные недостатки – возвратно-поступательное движение поршней, например, инерционность потоков топливо-воздушной смеси и отработавших газов, вследствие чего происходит недостаточное наполнение цилиндров, и на выходе – падение мощности. Та же проблема на выпуске, в результате чего свежий заряд смеси мешается с выхлопом, что опять же отрицательно влияет на рабочий процесс. Методы борьбы с этими недостатками общеизвестны – снизить вибрацию от возвратно-поступательного движения дают возможность балансирные валы (Mitsubishi), или применяются оппозитные двигатели – движение поршней друг навстречу другу (Subaru, Porsche).

Как следует наполнить цилиндры помогают фазовращатели, воздушные резонаторы, современные системы впрыска Motronic, которые управляют смесеобразованием и корректируют момент зажигания. На выпуске этими вопросами занимаются настроенные системы выпуска, хотя это весьма дорого и не все автопроизводители применяют подобные методы. В любом случае, решить все проблемы до конца не получается. Сделали два клапана на цилиндр, потом три, потом четыре, пять – все равно приблизиться вплотную к идеалу не удается. С технологической точки зрения поршневой двигатель сложен в изготовлении – чего стоит обработка одного только коленвала даже на рядную четверку, а на V8, а на V12? Существует мотор, в котором нет коленвала, более того, нет даже системы газораспределения, двигатель состоит из минимума деталей, при этом обладает очень высокой удельной мощностью.

Феликс Ванкель и Вальтер Фройде в 1957 году продемонстрировали на конференции Общества германских инженеров работающий четырехтактный двигатель DKM 54 с поршнем-ротором, снабженным механическими уплотнениями. Лицензию на производство практически сразу купили все автопроизводители. Даже «ВАЗ» устанавливал на свои автомобили подобный агрегат. У наших не получилось сделать надежный роторно-поршневой мотор. Срок службы вазовского роторного двигателя был в пределах 40-60 тыс. км, редко больше. Серьезно за улучшение рабочих характеристик взялась только фирма Mazda. Доводилось видеть роторно-поршневые моторы на RX-7, которые «отходили» по 300 тыс. км и продолжали нормально функционировать.

Конструкция подобного мотора проста донельзя. Трехвершинный ротор совершает сложное движение по прецизионной кривой блока под красивым названием эпитрохоида. Серьезных проблем у такого двигателя только две – камера сгорания непривычной формы и сроки жизни торцевых и радиальных уплотнителей ротора. Будь изготовление подобных агрегатов массовым, стоимость моторов была бы весьма низкой. Двигатель не требует никаких регламентных работ, кроме замены масла и свечей.

С 1990 года Mazda сделала, наконец, один из самых серьезных серийных спортивных моторов. Посудите сами: двухсекционный роторно-поршневой двигатель с объемом камер сгорания по 654 см³. Итого с мотора 1,3 л было снято 280 л.с., что является максимальной мощностью, разрешенной в Японии. Называется это чудо 13B-REW. Сейчас идут споры о том, как сравнивать удельную мощность поршневых и роторных двигателей, пересчитываются какие-то непонятные приведенные объемы для последнего, но по аналогии с обычным мотором его объем все же 1,3 л. Для улучшения динамики японцы применили простую и эффективную систему Twin Turbo, чтобы уменьшить турбояму – тогда еще не было турбин с изменяемой геометрией.

Противники роторов говорили о высоком расходе топлива, но расход для подобной мощности вполне приемлемый – чудес на свете не бывает. Mazda хорошо поработала над роторными двигателями. Недаром в 2004 году роторно-поршневой мотор Mazda Renesis стал двигателем года, но это уже следующее столетие.

(Окончание см. здесь.)