Чистые 3-цилиндровые двигатели. Как получить из небольшого отряда до 600 лошадей?

"27.05.2022 10:54"

Вы когда-нибудь задумывались, сколько лошадиных сил можно выжать из небольшого 3-цилиндрового двигателя? В этой статье вы узнаете о рекордсменах и некоторые технические подробности.

Вы когда-нибудь задумывались, сколько лошадиных сил можно выжать из небольшого 3-цилиндрового двигателя? В этой статье вы узнаете о рекордсменах и некоторые технические подробности....
fot. Koenigsegg

Многие производители экспериментировали с двигателями малой мощности, в результате чего создавались недоработанные агрегаты, заканчивавшие свой срок службы после пробега в несколько десятков тысяч километров. К счастью, таких двигателей становится все меньше и меньше. Появляется все больше и больше двигателей, которые, несмотря на наличие всего трех цилиндров, способны генерировать большую лошадиную силу и доставлять массу удовольствия от вождения.

Больше интересных фактов из мира автопрома можно найти на Gazeta.pl

1,5 л EcoBoost 200 л.с. (Ford Fiesta ST)

Это самый слабый движок в нашем рейтинге. Его блок и головка отлиты из алюминия. Для лучшего распыления и подачи большего количества топлива на цилиндр установлено по две форсунки. Кто-то тоже посчитал, что трех цилиндров явно слишком много для спокойной езды. Именно поэтому двигатель оснащен технологией, отключающей один из цилиндров. Разумеется, имелся турбокомпрессор. Этот двигатель развивает 200 л.с. и развивает 290 Нм крутящего момента, доступного уже с 1600 об/мин. Максимальную мощность он развивает при 6000 оборотах в минуту.

Ford EcoBoost 1.5LFord EcoBoost 1.5L фото: Форд

Fiesta ST с этим двигателем достигает первой сотни за 6,5 секунды, а максимальная скорость составляет 230 км/ч. Производитель оценивает средний расход топлива в 6,8 л/100 км.

1,5 л BMW TwinPower Turbo (BMW i8)

Это доказательство того, что мощные трехцилиндровые агрегаты не являются чем-то новым. Он устанавливается в гибрид BMW i8 с 2014 года. Он поддерживался электродвигателем, но сам по себе генерировал 232 л.с. и 320 Нм крутящего момента. Для того времени это было настоящим изобретением. Конечно, были также системы изменения фаз газораспределения и изменения высоты впускного клапана. Картер двигателя сделали из алюминия, а традиционный ремень ГРМ заменили на цепь. Компрессор Twin Scroll отвечал за подачу соответствующего количества воздуха в двигатель.

BMW i8 Roadster 2018BMW i8 Roadster 2018 фото BMW

 1,6 л, 261 л.с. (Toyota Yaris GR)

Инженерам Gazoo Racing пришлось приложить немало усилий, чтобы создать целых 261 л.с. от трех цилиндров, обеспечив при этом устойчивость агрегата к работе в сложных условиях. Как это было достигнуто? Разумеется, блок и головка изготовлены из алюминиевых сплавов. Турбокомпрессор интегрирован с выпускным коллектором, что снижает его инерционность и позволяет быстрее «проснуться». Чтобы уменьшить склонность к детонации, необходимо было создать эффективную систему охлаждения. Поэтому в головке и блоке была использована двойная водяная рубашка, а также очень тонкие стенки цилиндра. Для еще лучшего отвода тепла выпускные клапаны заполнены натрием. Под воздействием температуры он меняет свое физическое состояние и перемещается внутри клапана, получая тепло от его головки и отводя его на шток. Дополнительно на поршень используются три масляные форсунки, которые не только отводят тепло, но и уменьшают трение между движущимися элементами.

Несколько слов о снабжении двигателя воздухом и топливом. Во-первых, седла клапанов расположены под гораздо большим углом, чем в стандартном двигателе. Это приводит к тому, что воздух поступает в цилиндры только с одной стороны клапана, создавая желаемый завихрение. Как вы думаете, использовался непрямой или прямой впрыск топлива? Ну, два ответа верны. При спокойной езде за подачу топлива отвечают форсунки, установленные во впускных каналах. Когда нам нужно больше мощности двигателя, в игру вступает непосредственный впрыск топлива.

Toyota GR YarisToyota GR Yaris фото: ŁK

Это пока не самый мощный двигатель в нашем рейтинге, но на данный момент это самый мощный трехцилиндровый двигатель в серийном автомобиле. Toyota Yaris GR обычно разгоняется до 100 км/ч за 5,5 секунды, но тесты показывают, что она может сделать это даже на 0,5 секунды быстрее. Максимальная скорость 230 км/ч

2,0 л TFG 600 л.с. (Koenigsegg Gemera)

Пришло время победителя этого рейтинга, который оставит остальных далеко позади. Фактически, он так и оставит, ведь испытания Koenigsegg Gemera еще продолжаются и автомобили еще не доставлены покупателям. Кстати, Gemera действительно интересная машина, но подробнее о ней вы можете прочитать в другой нашей статье ниже.

Теперь давайте сосредоточимся на его движке, и здесь есть о чем написать. Начнём со времени, а точнее с его отсутствия. Как это возможно? Работа клапанов никоим образом не зависит от коленвала. Каждый из них управляется электроникой. Клапаны также являются поршнями, и их работа контролируется путем нагнетания воздуха под высоким давлением. Такое решение позволяет контролировать работу каждого клапана индивидуально и легко менять момент их открытия и закрытия. Более того, время открытия и закрытия клапана очень короткое.

Как такой маленький двигатель может генерировать такую ​​большую мощность? Во-первых, мощность напрямую зависит от оборотов двигателя. Чем выше обороты двигателя, тем больше мощности он может производить. А двигатель Gemera может раскручиваться до 8500 тысяч. об/мин. Во-вторых, этот агрегат нагнетается давлением до двух бар, поэтому генерирует еще и высокий крутящий момент – до 600 Нм.

Использование таких больших турбокомпрессоров может привести к тому, что двигателю будет трудно генерировать крутящий момент на низких оборотах. Итак, были использованы два турбокомпрессора, но это еще не все. На цилиндр приходится два выпускных клапана. Каждый клапан ведет к разному турбокомпрессору, а благодаря электронному управлению клапанами можно открыть только один клапан в каждом цилиндре и направить всю массу выхлопных газов на привод одной турбины. Такое решение гарантирует достаточный заряд даже на низких оборотах двигателя.

Koenigsegg Gemera 2020Koenigsegg Gemera 2020 Koenigsegg

Почему компания Koenigsegg решила использовать в суперкаре такой маленький двигатель? Поскольку он легкий, не занимает много места и к тому же не является основным приводным агрегатом. Электродвигатели обеспечивают значительно большую мощность. Суммарная мощность всех двигателей — до 1700 л.с.. Gemera должна разгоняться до 100 км/ч за 1,9 секунды и достигать скорости 400 км/ч. Здесь могут разместиться 4 человека.