07:45, 26 августа 2022
10 мин.

Как создают экзотические двигатели V8, V12 и даже V16 на базе серийных моторов

Мелкие моторостроители превращают маленькие двигатели в большие, а большие — в огромные
Создать абсолютно новый двигатель «с нуля» под силу даже небольшой фирме — конечно, при наличии компетентных конструкторов, литейного производства и металлообрабатывающих станков. Но зачастую разумнее взять за основу серийную конструкцию... и «умножить» её раза в полтора-два. Так из обычной рядной «четвёрки» можно получить V8... или, скажем, превратить серийный V8 в экзотический V12. Редакция «Мотора» вспомнила полдюжины проектов такого рода.
Как создают экзотические двигатели V8, V12 и даже V16 на базе серийных моторов

Сама по себе идея масштабировать уже имеющийся двигатель появилась не вчера, и крупные автостроители взяли её на вооружение ещё сто лет назад, если не раньше. Приведу самые известные примеры такой концепции. Рядную «шестёрку» BMW M30 конца 60-х годов получили, добавив пару цилиндров к «четвёрке» M10. Легендарные пятицилиндровые моторы Audi серии EA828 начала 80-х создали на основе четырёхцилиндрового EA827. Шестицилиндровый «оппозит» EZ33 от Subaru SVX — это «умноженный на полтора» мотор EJ22. А 12-цилиндровый двигатель BMW M70 представляет собой, по сути, пару «шестерок» M20, объединённых общим коленвалом.

Читайте на тему:

У такого подхода масса преимуществ: и ускорение конструкторских работ, и унификация компонентов — можно использовать имеющиеся детали газораспределительного механизма, поршни, шатуны. Удобно это и для производства: задействуется готовая оснастка и линии мехобработки.

Для мелких моторостроительных фирмочек эти преимущества даже важнее. Скажем, возможность не тратить время и деньги на подбор лучшей конструкции головки, на испытания разных вариантов — это большое подспорье, если ваша компания выпускает десятки или даже единицы двигателей в год!

V8 Honda: такого не бывает (но будет)

Фирма Honda славится своими четырёхцилиндровыми моторами. Например, двигатели B-серии с системой VTEC ещё в конце 80-х достигли практически мотоциклетных показателей форсировки, преодолев магическую отметку «100 лошадиных сил с литра».

Моторы K-серии, выпускаемые с начала нулевых, не только занимают место под капотам большинства моделей Honda и Acura, но и стали сверхпопулярными в автоспорте и при тюнинге: их ставят на прототипы для «кольца» и горных гонок, устанавливают на кроссовые багги, пересаживают в заднеприводные Форды, Lotus Elise и даже Ferrari. А вот двигателей V8 японская фирма серийно никогда не выпускала: максимум — V6.

Читайте на тему:

Американский инженер Крейг Уильямс много лет мечтал построить суперкар с 12-цилиндровым мотором собственной конструкции. Но в итоге решил приступить к более реалистичному проекту — создать свой V8. И признавался, что на это его вдохновил пример Джона Хартли!

Сперва он думал взять за основу легендарный двигатель F20C от родстера Honda S2000 — тот агрегат, что уже с завода «крутился» до 9000 оборотов и без наддува выдавал 240 лошадиных сил. Но в итоге решил остановиться на гораздо более массовом и дешёвом моторе K24 объёмом 2,4 литра, который в разных вариантах развивает от 160 до 205 лошадиных сил. Уильямс признаётся, что толчком к началу работ стало ухудшение здоровья: у инженера обнаружили тяжёлое заболевание лёгких, и проектирование позволило ему отвлечься во время лечения.

Двигатель Neutron K48 — это крутильный V8 с классическим 90-градусным углом развала и «плоским» коленвалом. Ради удешевления Уильямс решил использовать стандартные головки с обеих сторон — для чего применить сразу две цепи привода ГРМ, спереди и сзади.

Правда, выбор схемы V8 c «плоским» коленвалом сулил проблемы с вибрациями из-за очень длинноходной конструкции: ход поршня у хондовского мотора составляет 99 миллиметров. Чтобы обойти эти трудности, конструктор решил применять сверхлёгкие титановые шатуны и очень компактные поршни.

Поскольку производство планируется очень малыми партиями, то Уильямс предпочёл на первых порах вытачивать блок из цельной алюминиевой заготовки. Правда, не всякий блок реально изготовить таким образом. Поэтому Уильямс решил упростить конструкцию: в пустой блок должны устанавливаться счетверённые гильзы фирмы Darton. И только потом, когда конструкцию отработают, можно будет перейти на литьё.

Американец взялся за проектирование в 2016 году. Механическая часть в основном завершена, готова система смазки с сухим картером: сейчас конструктор занимается системой впуска. Уильямс закладывает две версии мотора. Во-первых, высокооборотный «атмосферник», который должен крутиться до 10 тысяч оборотов в минуту и выдавать до 700 лошадиных сил. Во-вторых — наддувная версия с парой турбокомпрессоров в развале блока. Скоро ли увидим результат? Крейг Уильямс надеется собрать первый прототип к концу года — только бы здоровья хватило...

Кстати, похожим проектом занимается и мастерская PPR Motorsport. Турецкая фирма специализируется на изготовлении оригинальных точёных блоков и головок — в первую очередь, для дрэг-рейсинга. Мотор «K44» должен сохранить общую архитектуру хондовской «четвёрки» K-серии, но блок и головки будут изготовлены с нуля. Предполагается две версии мотора: дорожный V8 4.4 мощностью под восемьсот сил и дрэговый вариант V8 5.2 мощностью под тысячу сил. Но и этому проекту ещё далеко до завершения: судя по фотографиям в соцсетях, пока готовы только головки.

Огромные «маленькие блоки»

Восьмицилиндровые двигатели Chevrolet Small-block — одни из самых удачных и массовых моторов в американском автопроме. Они приводят в движение буквально всё, от рабочих пикапов до суперкаров Chevrolet Corvette, и показывают удивительно высокий потенциал к форсировке. А ещё они послужили основой сразу для двух моторов V12!

Автор одного — американский инженер Райан Фальконер. Он настоящий ветеран автоспорта: гоночные моторы строил с шестидесятых годов, даже успев поработать с Кэрролом Шелби. В его послужном списке моторы для Индикаров, для болидов серии Can-Am, для различных гоночных проектов концерна General Motors.

Фальконер рассказывал, что ещё в восьмидесятые его друг предлагал объединить пару турбомоторов V6 Chevrolet, которые они готовили для серии IndyCar, чтобы установить их на самолёт. Райану действительно были очень по душе двигатели V12, но он предпочёл взять за основу проверенный временем и надёжный «small-block».

В 1990 году двигатель V12 фирмы Ryan Falconer Racing Engines был готов. Первые прототипы получили буквально приварив к серийной «восьмёрке» ещё четыре цилиндра. Но запущенные в мелкосерийное производство двигатели V12 уже изготавливали нормальным образом — отливая свои блоки и головки.

Кстати, Falconer V12 сделан полностью алюминиевым — хотя тогдашние моторы Chevrolet серии LT имели блок из чугуна. Но в остальном он повторял архитектуру обычного «смолл-блока»: конструкцию двухклапанных головок, 90-градусный угол развала, расположение распредвала в блоке...

Выпускались двигатели объёмом от 400 до 600 кубических дюймов (6,5–9,8 литра): атмосферные, турбированные или с приводными компрессорами. В основном их использовали на лодках и малой авиации. На автомобили их ставили редко из-за отсутствия экологических сертификатов — в основном на разного рода хот-роды и кастомы. Хотя в начале 90-х в General Motors даже построили опытный Corvette ZR-12 c этим мотором. Так в GM собирались противостоять Dodge Viper — но в итоге от проекта отказались из-за сложности и дороговизны: единственный построенный прототип находится в National Corvette Museum в Боулинг-Грин.

Аналогичный мотор в 2016 году представила австралийская компания Race Cast Engines. Как можно догадаться по названию «V12LS», братья Мэтт и Шейн Корриш взяли за основу «смолл-блок» Chevrolet прошлого поколения: сохранён 90-градусный угол развала, расположение и размеры основных компонентов, все присоединительные размеры моторов так называемой LS-серии.

Конструкция головок и форма каналов «срисована» с мотора Chevrolet LS7 — очень удачной «мощностной» конструкции. Предусмотрено два вариант блоков: чугунный, с диаметром цилиндра 104,8 миллиметра (как на 7-литровом моторе LS7 от Corvette Z06) и алюминиевый, c диаметром цилиндра 103,25 миллиметра (как на моторе LS3 объёмом 6,2 литра). Коленвал единственный — стальной, с диаметром кривошипа 92 миллиметра (как на моторе LS3). В результате это даёт два варианта рабочего объёма: 9,2 и 9,5 литра (564 и 580 кубических дюймов).

Двигатель Chevrolet LS7 считается самым продвинутым в LS-серии, с очень продуманной «мощностной» конструкцией головок. Это V8 объёмом 7 литров и мощностью 505 лошадиных сил. Как у остальных моторов этого семейства, у него нижнее расположение распредвала и по два клапана на цилиндр.

Двигатель Chevrolet LS7 считается самым продвинутым в LS-серии, с очень продуманной «мощностной» конструкцией головок. Это V8 объёмом 7 литров и мощностью 505 лошадиных сил. Как у остальных моторов этого семейства, у него нижнее расположение распредвала и по два клапана на цилиндр.

В среднем такие моторы с распредвалом умеренного «гражданского» профиля развивают около 750 лошадиных сил, c более экстремальным — около тысячи. Любопытно, что масса двигателя оказалась не такой и большой: без навесного оборудования и коллекторов алюминиевый вариант весит 191 килограмм. Чугунный значительно тяжелее — 265 килограммов.

Австралийцы предлагают как готовые моторы, так и наборы запчастей для постройки квалифицированным механиком. Последние стоят сравнительно недорого: 39 тысяч долларов. Мы уже видели австралийский V12 под капотом кастома Chevrolet Camaro, на спорткарах Cheetah Evolution и Factory Five F9R.

Карты, деньги, два джейзета

Рядные «шестёрки» Toyota серии JZ — настоящая легенда тюнинга: прочные моторы с чугунными блоками спокойно «держат» 650–700 сил, а экстремальные варианты для дрэг-рейсинга могут выдавать и свыше двух тысяч лошадиных сил.

Но американский инженер и любитель хот-роддинга Дон Грофф из Миннеаполиса пошёл радикально другим путём, собрав из пары двигателей 1JZ-GTE самодельный мотор V12! Вместо того, чтобы заниматься изготовлением оригинального V-образного блока цилиндров, он срезал нижнюю часть блоков и установил их на самодельный картер. Причём выбрал крайне необычный угол развала — очень широкий, 120 градусов. Оригинальный коленвал изготовлен на заказ фирмой SCAT.

В отличие от других конструкторов, Дон разместил весь привод ГРМ на одной стороне мотора: для этого одну из головок пришлось переделать. Причём он выбрал довольно экзотическую компоновку «Hot-vee» c выпуском в развале. Изначально он снабдил мотор аж четырьмя турбинами, но в итоге упростил конструкцию — оставил два турбокомпрессора.

От идеи до готовой машины у Дона ушло без малого девять лет: инженер строил свой мотор специально для гоночной «формулы» в ретро-духе. Которую он не только самостоятельно собрал, но и умудрился зарегистрировать как автомобиль для дорог общего пользования!

Только хардкор, только V16!

Про 16-цилиндровые двигатели легковой автопром не слыхивал с тридцатых годов, когда такие моторы ставили на топовые модели Cadillac. С тех пор единственными серийными автомобилями со столь огромным двигателем были и остаются гиперкары Bugatti Veyron и Chiron с восьмилитровыми турбомоторами W16 мощностью свыше тысячи лошадиных сил.

Двигатель V16 фирмы XVI Power. Обратите внимание, что с каждой стороны просто установлено по две головки от мотора Chevrolet V8

Двигатель V16 фирмы XVI Power. Обратите внимание, что с каждой стороны просто установлено по две головки от мотора Chevrolet V8

Впрочем, любой желающий может приобрести двигатель V16 для своего автомобиля у американской фирмы Sixteen Power. Мотор спроектирован небольшой инжиниринговой фирмой Performance Design, и для её владельца Калеба Ньюмана это не первый опыт такого рода: ещё в начале двухтысячных он сконструировал мотор V16 по заказу Cadillac — его потом установили на концепт-кар Cadillac Sixteen.

Читайте на тему:

Изначально двигатель Sixteen Power создавался для сверхмощных спортивных лодок, но на фирме готовы адаптировать его и для автомобиля — если такая необходимость возникнет.

Двигатель XVI Power на диностенде

По сути, это две «восьмёрки» Chevrolet LS-серии, объединённые одним блоком цилиндров. А вот вместо двух оригинальных головок большой длины использованы четыре головки от мотора V8: это позволяет установить недорогие серийные детали Chevrolet серии LS или LT либо использовать готовые тюнинговые головки.

Диаметр цилиндра и ход поршня соответствуют серийному «смолл-блоку» LS7 объёмом семь литров, который ставился на Chevrolet Corvette Z06 — то есть рабочий объём мотора V16 достигает 14 литров! Даже с не самыми совершенными головками LS3 такой двигатель выдаёт на стенде 1200 лошадиных сил. А уж с классными спортивными головками LS7 мощность должна достигать 1400 сил. Компрессорная версия приближается к двум тысячам лошадиных сил.

Макет гиперкара Devel Sixteen

Макет гиперкара Devel Sixteen

16-цилиндровый двигатель обещают и для гиперкара Devel Sixteen. Но если перспективы ультрамощного купе из ОАЭ пока туманны, то мотор для него уже готов — правда, пока лишь в единственном экземпляре.

Читайте на тему:

Двигатель, разработанный небольшой американской фирмой Steve Morris Engines, снабжён четырьмя турбинами, и развивает свыше пяти тысяч лошадиных сил с 12,3 литров рабочего объёма — что подтверждено данными с моторного стенда. Причём он тоже является родственником «смолл-блоков» Chevrolet — правда, весьма дальним. Сам Стив Моррис говорит, что общая архитектура роднит его с «восьмёрками» серии LS, но также используются некоторые решения от «биг-блоков» Chevrolet, плюс оригинальный конструктив.

Цилиндры с каждой стороны двигателя сгруппированы по четыре: пространство посередине использовали для более крупной коренной опоры по центру коленвала. Длина которого составляет аж 1,2 метра! Двигатель сделан по всем канонам дрэг-рейсинга — и блок, и головка выточены из алюминиевых болванок на станке с компьютерным управлением. Стив Моррис признавался, что одна лишь стоимость материала для изготовления блока цилиндров составила 13 тысяч долларов.

Владелец компании обещает, что при необходимости организует мелкосерийное производство таких двигателей. Но вот дойдёт ли до этой стадии проблемный гиперкар — это большой вопрос.

V10 по-русски

Если что-то и роднит постсоветский автопром с американским, то это продукция Горьковского автозавода. ГАЗ ещё в тридцатые годы начинал с лицензионной сборки Фордов, и потом ещё много десятилетий ориентировался на автопром США. Вот и двигатель V8 Заволжского моторного завода, который ставился на лимузины «Чайка», грузовики ГАЗ-53 и КГБшные «Волги», спроектирован под явным американским влиянием.

Читайте на тему:

Мастерская «Metal Heart» из Екатеринбурга не первый год занимается доработкой «Волг» — ставит моторы V8, форсирует их. Но их новый проект гораздо амбициознее: превратить заволжскую «восьмёрку» в V10. Причём это вовсе не изобретение велосипеда: точно таким же образом инженеры Dodge в начале 90-х добавили пару цилиндров к мотору Magnum V8 5.9. Получившийся двигатель V10 ставили на пикапы Dodge Ram 2500 и суперкары Dodge Viper.

Конструкторы из Екатеринбурга уже спроектировали оригинальный 10-цилиндровый блок, и надеются скоро отлить первый опытный образец. Он повторяет основные геометрические параметры заволжского мотора — угол развала 90 градусов, межцилиндровое расстояние 123 миллиметра. При этом он немного отличается от серийного — предусмотрена иная посадка гильз и места под гидравлические толкатели клапанов. Сейчас ребята работают над головками, на очереди — свой собственный коленвал с 72-градусным углом между шейками.

Новости партнёров