Възходът и падението на петцилиндровия двигател. Един материал от авторите

Възходът и падението на петцилиндровия мотор. Един материал от създателите на Road & Track.

През 90-те години на предишния век можеха да се купят редица коли с петцилиндрови бензинови или дизелови мотори. Сега този мотор е стеснен до няколко модела Audi RS. Ето за какво.

След като Audi TT RS напусне производството си след тази моделна година, единствено два автомобила ще се оферират с петцилиндрови мотори – Audi RS3 и RS Q3. Tези два модела ще съществуват още няколко години, а когато бъдат сменени, петцилиндровият авто мотор публично ще срещне своя край.

От появяването си през 1974 година петцилиндровият мотор за леки коли постоянно е бил странна птица. Mercedes беше първият, като сътвори 3,0-литров петцилиндров дизелов мотор за своя седан 300D. В документ на SAE от 1975 година инженерите на Daimler Курт Облендер и Манфред Фортнагел излагат претекстовете на компанията за петцилиндровия мотор:

„ С течение на времето условията на актуалния трафик изискваха непрестанно увеличение на мощността на дизеловите мотори “, пишат те.

Mercedes към този момент имаше четирицилиндров дизелов мотор, тъй че за какво да не добави единствено един цилиндър? Това подсигурява, че редица съществени елементи, като бутала, пръти и клапани, могат да бъдат споделени с четирицилиндровия мотор, което фрапантно икономисва разноски.

Въпреки че по това време Mercedes оферираше шестцилиндрови бензинови мотори, компанията счете, че шестцилиндровият мотор е прекомерно безценен и прекомерно тежък (Mercedes в последна сметка показа шестцилиндров дизелов мотор в средата на осемдесетте години).

Така че тя се спря на пет и сътвори характерен мотор, чиято надеждност стана именита.

Петцилиндровият дизелов мотор OM 617 има същото съвсем квадратно съответствие на отвора и хода като 2,4-литровия четирицилиндров елемент OM 616 и тежи 515 кг – с 68,3 кг повече от „ четворката “.

Мощността е повишена от 62 на 77 к.с., а въртящият миг – от 136 на 184 Нм. Това не са огромни цифри. Но в пътния тест на 300D, извършен от R&T през януари 1975 година, написа, че той е „ доста по-бърз, по-плавен и по-тих от предходните дизелови мотори на [Mercedes] “.

Все отново той съумява да форсира от 0 до 100 км/ч единствено за 20,3 секунди, само че индикаторът за спестовност на гориво от 9.6 л/100 км е доста по-впечатляващ. Това е прелестен резултат за тежък, добре оборудван първокласен автомобил от това време.

Mercedes имаше относително огромен брой клиенти с дизелови мотори в Съединени американски щати, а в страната, която към момента не беше преодоляла рецесията с горивата, положителната изгодност при относително положителни характерности беше доста привлекателна.

Този петцилиндров мотор на Mercedes има самобитно дрънкане на луфт, само че моторът, както и всички петцилиндрови мотори, е доста равномерен. При потребление на типичната поредност на запалване 1-2-4-5-3 първичните сили – тези, които се основават от отвесно движещите се бутала – са изцяло уравновесени, както е при редовите четири- и шестцилиндрови мотори.

Вторичните сили, създавани от буталата, които се форсират при постигане на горната мъртва точка и се забавят при постигане на долната мъртва точка, също са съвършено уравновесени, както при редови шестцилиндрови мотори, само че не и при редови четирицилиндрови мотори.

За разлика от редовите четири или шест, при „ петака “ има „ клатещи се двойки “, вследствие на които моторът се колебае напред-назад по дължината си. Ето за какво петцилиндровите мотори нормално употребяват балансиращ вал. Инженерите укрепват и трансмисиите и опорите на мотора, с цел да се оправят с тези трептения.

Все отново предаването на мощността е гладко, като един цилиндър се изстрелва на всеки 144 градуса от завъртането на коляновия вал, което от своя страна значи, че има 36 градуса застъпване сред всеки работен ход. При четирицилиндровите мотори всеки работен такт се прави при 180 градуса завъртане на коляновия вал, което значи, че няма припокриване, до момента в който при редовите шестцилиндрови мотори запалването се прави на всеки 120 градуса, което значи, че има 60 градуса припокриване.

Характерната и необикновена вокална нотка на изпускателната система на петцилиндровия мотор се дължи на тези неравномерно ситуирани импулси на изпускателната система, които се появяват на всеки 72 градуса.

Въпреки че самият Хенри Форд опитва с петцилиндрови мотори на бензин още през тридесетте години, а и други се пробват, едвам през 1976 година, когато се появява второто потомство на Audi 100 (наречено 5000 в САЩ), това става действителност.

Както се показва в публикация на Hemmings от 2018 година, проблемите с карбуратора са били най-голямата спънка за развиването на петцилиндровите газови мотори. Освен в случай че някой не изобрети петбутален карбуратор – който може да се употребява единствено при петцилиндров мотор – равномерното разпределение на горивото сред цилиндрите е на практика невероятно. Audi фактически създава дребен брой петцилиндрови мотори с карбуратор, само че по-голямата част от тях, в това число и всички продавани в Съединени американски щати, са с “инжекцион ”.

Най-добрият мотор за даден автомобил не е най-хубавият мотор на стенда за премерване на динамичността. Опаковката – къде се слагат нещата – дефинира всичко.

За Mercedes това не беше огромен проблем, защото шасито W115 към този момент се продаваше с шестцилиндрови мотори (със странното кодово име W114) и използваше стандартно разположение на задното задвижване. При Audi нещата бяха разнообразни. Използваше се (и се използва) неповторимо надлъжно разположение на мотора, предно задвижване – разположение, което датира от времето, когато DKW използваше компактни редови мотори – при което моторът естествено е пред линията на предния мост.

Audi искаше да се конкурира с редовите шестцилиндрови мотори на Mercedes и BMW, само че основаването на автомобил с надлъжно ситуиран мотор, предно предаване и редови шестцилиндров мотор беше невероятно: той щеше да бъде прекомерно дълъг начело и прекомерно тежък. Така че под управлението на Фердинанд Пиех, който постоянно е обичал инженерните провокации, VW Group стартира работа по петцилиндров мотор.

Световна премиера на първия петцилиндров бензинов мотор на Audi през 1976 година

Първият петцилиндров мотор на Audi

Според документ на SAE от 1978 година, писан от инженерите на Audi, се е обмислял вид с V6, само че той е бил сметнат за неизпълним, защото не би бил толкоз равномерен, колкото редови петцилиндров мотор, и не би могъл да споделя доста съставни елементи с четирицилиндровите мотори на VW/Audi.

(В последна сметка Audi минава към V6 през деветдесетте години и от този момент се придържа към тази скица на мотора.) Първият петцилиндров мотор на Audi в действителност е просто по-дълга версия на неговия 1,6-литров четирицилиндров мотор, който в този момент е с работен размер 2,1 литра.

Той споделя и някои съставни елементи с 2,0-литровия четирицилиндров мотор, употребен в новото тогава Porsche 924. Този мотор оказа помощ за появяването на Audi на картата, а когато беше турбокомпресиран до “стойности от Ада и назад ” в рали колите на компанията от Група В, той се трансформира в икона. Икона с 500 к.с. В шосейния вид Quattro турбомоторът оказа помощ за одобряването на Audi като софтуерен водач.

Honda показа петцилиндров мотор през 1989 година с Acura Vigor, само че се задържа с този мотор единствено към десетилетие. Подобно на Audi, петцилиндровият мотор на Honda е инсталиран надлъжно, което е много извънредно за марката, която другояче употребява съвсем извънредно напречни мотори.

Мерцедес, като производител на коли с надлъжно ситуиран мотор и задно предаване, в никакъв случай не е виждал нужда от бензинов петцилиндров мотор, защото пакетирането на редови шестцилиндрови мотори не е било проблем. Но други го правеха. 

За колите с напречно ситуиран мотор с предно предаване петцилиндровият мотор представляваше положително решение. Той не е доста по-дълъг от редовия четирицилиндров мотор, само че от решаващо значение е, че е доста по-тесен от V6. Разбира се, доста автомобилни производители са конструирали (и конструират) коли с напречно ситуиран V6 мотор, само че от време на време просто имате потребност от малко повече пространство.

Такъв беше казусът с Volvo, което през 1991 година показа напречен петцилиндров мотор за модела 850. Volvo трансформира петцилиндровите мотори в централна част от гамата си, като ги оферираше в доста итерации и на процедура във всичко, което продаваше, до 2016 година, когато мина към напълно четирицилиндрова гама.

Ford също по този начин взе назаем петцилиндровия мотор на Volvo, до момента в който притежаваше шведската марка, за второто потомство Focus ST и RS, като най-силно се прояви в RS500, където 2,5-литровият петцилиндров мотор развиваше 345 конски сили. Отделно от това Ford произвеждаше и петцилиндров дизелов мотор, който се използваше във вана Transit до напълно скоро.

През деветдесетте години петцилиндровият мотор се разраства. Fiat извади подобен, до момента в който Mercedes към момента оферираше петцилиндрови дизели, а петцилиндровите мотори на Audi откриха други домове в групата VW.

В групата на италианците петцилиндровият мотор вирее във Fiat Bravo като 2-литров с към 150 коня, а по-късно във Fiat Stilo. Този път като 2,4-литров със 175 коня за версията Abarth. Двулитровият вид пее прелестно в Lancia Kappa, както във вид без VIS (италианското на V-TEC) със 143 коня, по този начин и с VIS – 155 к.с. Този вид на мотора се слага и в дребното тясно “кошче ” на Lancia Lybra. При Алфа техният twin spark пасваше повече на характера и на 147, и на 156, и на 166 и тн. и най-вероятно по тази причина и не употребиха бензинов „ петак “.

Интересно е да се означи, че турбиниран вид на мотора се появява при невидимия фейслифт на Капата. Там той разполага с 220 к.с. и заменя 4-цилиндровия турбомотор, който си се “влачка ” още от първата Делта/Тема. Този мотор ще го откриете и в едно от ранните отрочета на Крис Бенгъл – Фиат Купе.

В Lancia Thesis петакът с турбо е надълбоко ревизиран, с цел да достави по-различен experience. Там той е със 185 к.с. “soft turbo ” и държание на дизелов мотор – с доста “нютони ” в ниските обороти. 

Разбира се, дизеловият петцилиндров 2,4 jtd, който през другите стадии на своята еволюция предлага от 136 до 200 к.с. може да бъде открит в дребни и огромни модели на Алфа, Фиат, Ланча. Той е и първият дизелов мотор с common rail от Bosch. 

VW даже направи VR-5, основан на своя тесноъгълен VR6, единствено с една цилиндрова глава. През 2005 година някои модели на Volkswagen като Beetle, Golf и Jetta се снабдиха и с напречно ситуиран редови петцилиндров мотор, макар че този мотор не е запомнен измежду петцилиндровите величия. 

GM даже направи петцилиндров мотор за първото потомство пикапи Colorado и Canyon и Hummer H3.

Може би най-великият актуален петцилиндров мотор е настоящият елемент на Audi. Макар че други артикули на VW непрестанно употребяват „ петици “, този вид мотор в действителност отпада от марката Audi през 1997 година, само че за TT RS от 2009 година марката основава нов напречен петцилиндров мотор. 

С турбокомпресор той генерира 340 конски сили в първия TT RS, а в този момент в днешните TT RS и RS3 генерира ударни 400 конски сили. Той е също толкоз равномерен, като в същото време обезпечава темперамент, какъвто не може да се получи при четирицилиндров мотор.

Работата е там, че технологията, която оказа помощ за раждането на най-легендаените петцилиндрови мотори – турбопълненето, ги умъртви като вид мотор. Съвременната технология за турбопълнене значи, че инженерите могат да получат огромни числа като мощ и отлична спестовност на гориво и излъчвания от редови четирицилиндров мотор с наложително пълнене. 

Защо тогава избираме разноските и сложността на петцилиндровия мотор? 

Вземете поради и обстоятелството, че все по-строгите стандарти за сигурност затрудняват пакетирането, пакетирането на другите елементи при колите, заради което спомагателната дължина на редовия петцилиндров мотор се трансформира в проблем. 

Приложението на петцилиндровия мотор в Audi е доста нишово, предлага се единствено в коли с висок марж, които могат по-лесно да компенсират спомагателните разноски за пето бутало. 

Audi даже работи по версия с 400 к.с. на четирицилиндровия мотор EA888 на VW, тъй че не е отвън опциите му да направи с четири това, което прави с пет.

Първоначалните петцилиндрови мотори са били замислени като компромисен вид – по-мощни от „ четирицилиндровите “, по-малки и по-икономични от „ шестцилиндровите “.

Днес това е просто отживялост. Чисто несъизмерим избор поради неповторимия темперамент на звука му. Няма никаква разумна причина за по-нататъшното му битие, заради което петцилиндровите мотори са мъртви във всичко, с изключение на в тези модели на Audi RS.

Там петакът ги отделя от групата, обвързвайки ги с историята на Audi. И въпреки всичко, защото Audi минава към електрически автомобили, петцилиндровият мотор си отива от този свят. Подсмрък.