Отнять их - сразу заметите v.0.2

bmwservice — 05.11.2019 Первые две античасти:
https://bmwservice.livejournal.com/270037.html
https://bmwservice.livejournal.com/278784.html


АКПП


       Мне довелось пробовать старые трехступенчатые автоматы разных видов (многолитровые Jaguar и старые американцы). Более-менее помню и четырехступку на E32/750. В общем-то это больше похоже на некий "тумблер момента по оборотам", чем на АКПП в современном понимании. Неизбежное зло в угоду комфорта - медленно ползать можно, но постоянное ощущение, что что-то не то с ожидаемыми оборотами/мощностью/динамикой. И только лишь сравнительно более поздние АКПП, числом ступеней заведомо больше четырех (ZF 18 и 19 серии - 5HP18/5HP19), научились-таки хорошо работать. Это, не поверите, было почти тридцать лет назад.

Более того: новая линейка почти сразу была рассчитана на огромный  крутящий момент под 600 Нм - 5HP30/5HP24(A). И если вы внимательно читаете Блог, то знаете, что при максимально доступном литраже атмосферных ДВС в 6 л большего запаса не требовалось даже теоретически... Соглашусь, что в малолитражном (и переднеприводном же) азиатском семействе автомобилей встречались очень приличные гидроавтоматы (особенно - на 5 ступеней) и особенно - в начале 2000-х. Но вот полностью перекрыть все мыслимые потребности в среднем и крупном форматах удалось только лишь в 2005 году, когда во всем мире начался переход на "мехатронные" коробки-шестиступки. То, как работает исправная "6HP" от ZF можно длительное время вообще не замечать - машина просто едет "как надо". До тех пор, конечно, пока или сломается, или не сравните с неудачными реализациями от конкурентов... Важно отметить, что автомат лишь часть трансмиссии: если, например, электронная педаль газа плохо "вшита" в эту цепочку, то даже самые лучшие коробки могут потерять привлекательность. Именно в BMW большинство автоматов (если это ZF) сшиты с трансмиссией почти идеально. За что, вероятно, и приходится расплачиваться преждевременными ремонтами - тот же VAG, все ту же коробку, от резких знакопеременных ускорений отчаянно бережет. Посмотрите, как реагирует на "газ в пол" какая-нибудь А6 - современница Е39, не говоря уже о Мерседес... С другой стороны, не сколько там это ремонт отсрочит, сколько ежедневно невероятно раздражает, если за рулем привыкли ездить, а не в пробке стоять...

Современные ГРМ

Для начала напомню, как выглядит типичный двигатель с одним распредвалом (скоро их забудут уже навсегда):


Еще лучше - в профиль, или под капотом:


Их потому мало кто в профиль ставит, что показать-то особо и нечего:


У бензиновых конструкций с одним (верхним) распредвалом есть огромный плюс: она настолько проста, что ресурс, обслуживание и ремонтопригодность современным автолюбителям сказкой покажутся.

VAG со многочисленными смежниками так и держал их на конвейере аж до 2012 года, чем почти сравнялся с ВАЗ! Про "аналоги" от BMW не упоминаю намеренно - там применялись заметно более сложные и архаичные коромысельные ГРМ, да и в модельном ряду их нет уже лет так тридцать. А если уж речь об идеальном балансе зашла - то лучше вот что-то типа VAG серии AZM подразумевать и будем (см. первое фото).

Все хорошо, в общем, но у надежности есть и обратная сторона: ограничена эффективность. Моментно-мощностная характеристика таких конструкций крайне неэффективна - КПД невысок. Тяжело быстро бежать с прищепкой на носу - проходного сечения клапанов начинает не хватать уже где-то с середины рабочих оборотов. А ресурсов для улучшения нет никаких. Вообще никаких - этот тип двигателя со всех сторон конструктивно ограничен. Доработка - считайте, что почти полная переделка всего вокруг.

Ну вот, например, отличная иллюстрация:


Все графики, кроме красного - итерации (заметные конструктивные отличия, без выхода за рамки конструктивной модели с одним распредвалом) в попытке изменить (улучшить) их эффективность. Получается ожидаемо: ничего, что грудь впалая - зато спина колесом. Это как раз про попытки вытащить из двух клапанов на цилиндр максимум. Тюнинг помогает немного - остро требуется новый механизм ГРМ.

В динамике один распредвал проявляется как довольно резвый старт, ровный прием и столь же резвое затухание наверху: в чем-то, как ни странно, это частично роднит такие двигатели с турбодизелями по ощущению нехватки верховой тяги.

А что же красный график?!

Вот это как раз-таки новшество 90-х годов (на самом деле - 60-х, если рассматривать первые серийные конструкции FIAT) - так называемый "DOHC" и "16V" - даже маркетологи такой ерундой уже не хвастаются, а когда-то без такой таблички на багажнике не обходилась ни одна современная малолитражка.

Красный график имеет выраженный "верховой" характер - назовем его типа "больше жмешь - резвее едет" - наклон характеристики выражен заметнее. Как правило, такой двигатель по ощущениям сравнительно вял на низах (не всегда связано исключительно с ГРМ и с этим, как видно, можно бороться настройкой впуска/выпуска), зато просыпается на верхней середине - тн. "мотор с характером". За что их и любят.

Многое, повторюсь, зависит от настроек конкретного двигателя, но чаще всего сравнимый одновальный мотор всегда "ровный и короткий" по тяге и характеристике оборотов. А вот мотор DOHC сравнительно "боевой" - "верховой", что можно контрастно высмотреть на характеристике мощности/момента:



Расплачиваться за это приходится заметно усложненной конструкцией ГРМ, но эта овчинка вполне стоит выделки:


DOHC - вполне оправданное усложнение. Прочувствовать особенно остро это можно в малолитражном классе, сравнив распространенный "одновальный" автомобиль, динамика которого немало "подъедена" автоматом, с аналогичным двувальным конкурентом - у него-таки будет жизнь и после 4000 об/мин...

А вот теперь начинается важное: пора бы выкорчевать распространенное заблуждение.

"Верховой" мотор DOHC позволяет поднять "верхнюю середину" моментной характеристики, а вовсе не сделать подопытный "универсальный" мотор (с единым блоком) "высокооборотистым". Вы позволите спортсмену бежать легче, но отнюдь не быстрее перебирать ногами.

Чтобы позволить бежать существенно быстрее, нужно его лучше кормить - работать с фазами - наполняемостью цилиндров.

И вот именно в этом случае, подобное "разделение" распредвалов по функциям (выпуск-впуск) дает возможность удобного частотнозависимого управления: можно с успехом применять системы типа VANOS.

"Нижний" Vanos (впуск) оптимизирует наполняемость цилиндров на низких оборотах - дает более уверенную тягу от холостых.

"Верхний" же Vanos (выпуск) как раз и дает возможность наполняться/очищаться более эффективно на высоких оборотах. Формально, бОльшую мощность дают двигателю только обороты - это тупо больше работы в единицу времени, VANOS же лишь позволяет этим самым высоким оборотам физически не препятствовать - позволяет сохранить нормальную эффективность ГРМ, правильно управляя клапанами. VANOS ничего не добавляет. VANOS - позволяет не отнимать то, что и так существует без него в природе.

Так что типичный DOHC мотор у вас будет точно также запираться на верхах, условно, около 5500 об/мин. Да почти любой. Дальше мощность будет затухать до отсечки - даже когда ее отодвигают до 6500 - лучше не становится - спад эффективности двигателя все равно идет от точки перегиба - продление агонии. А вот с VANOS обороты максимальной мощности существенно вырастут - почти на тысячу(!) и топливная отсечка будет совсем рядом!

Именно за эти качества многие любят современные (пока еще) атмосферные моторы BMW - в то время, как остальные делали "high performance" при помощи турбины, BMW все еще отжимала все соки из "атмо". Атмо вылетели из ее производственной программы всего-то лет семь назад - еще есть шансы найти живой пример такого двигателя, который даже пока не подвергался капитальному ремонту.

Кульминацией же этой философии, стал двигатель BMW S54, далекого теперь уже 2000 года:


Он с довольно трудно дышит на низах, зато после 4500 - взрывается и не сдается почти до отсечки (около 8000) - это уже предел-пределов для "атмо" технологии... И единственное верное этому объяснение - VANOS, а если выразиться правильнее - "VANOS на DOHC". Потому как второе полностью обуславливается первым и без него не существует. Технология вполне масштабируется и на крупные двигатели: у S65 V8 обороты максимальной мощности еще выше!

А теперь вот вам контраст - выжмем все соки из классической DOHC технологии без существенного нагромождения:


Одна из немногочисленных попыток называлась "Honda F20C". Тут, правда, все же добавлена весьма остроумная технология VTEC, в своей "верховой" инкарнации - акцент сделан на наполняемость на высоких оборотах:


Получилось (если говорить о формальных характеристиках) двояко: чтобы ехать, нужно постоянно крутить и не сваливаться ниже середины. Они это и сами поняли, несколько переработав двигатель в рестайле в сторону "низких оборотов"...

Вот ошметки всего этого роскошества (с игрой фаз) и достались теперь "гражданским" моторам почти всех современных производителей, где, разумеется, столь яркого проявления технологии ждать не приходится, зато контраст с классическими одновальными конструкциями будет заметен всегда. В том числе, разумеется, это касается ресурса и ремонтопригодности.

Cтолкновение двух миров: BMW в 2012 почти полностью вывела из обращения DOHC+2xVANOS+Valvetronic атмосферные конструкции. "VAG и ко" примерно в это же время все еще выпускал одновальные моторы...

Резюмируем:

Переход на OHC - о преимуществах почитаете в гугле и без меня. Вне хронологических рамок статьи.

SOHC - простые и надежные, низкоэффективные - неоправданно много жрут. Как правило, заметно затухают уже у верхней середины. Раздражает пресный звук выхлопа (а звук выхлопа это и есть фазы - выпускной коллектор - флейта на ГРМ).

DOHC - вяловаты снизу, точнее - приятно оживают наверху, хорошо звучат, лучше поддаются оптимизации. Устроены сложнее, ломаются болезненнее, но все еще вполне надежны.

DOHC+регулировка валов (фаз) муфтами - заметно лучше тянут снизу, выше раскручиваются без потери эффективности. Почти идеальны, пока исправны. Но ремонт ГРМ уже не ограничивается "заменой ремня" и по стоимости обгоняет даже полный ремонт предшественников, становясь, по сути, еще одним вариантом "среднего ремонта двигателя".

Основные "белые клавиши" особенностей современных ГРМ рассмотрели, теперь переходим к черным...

Оставить комментарий

Популярные посты:

• Ранее
• Архив