W-образный двигатель — тип двигателя с W-образным расположением цилиндров. Обычно W-образный двигатель представляет собой двигатель с 3 или 4 рядами цилиндров, расположенными сверху под углом меньше 90 градусов по отношению друг к другу, над единым коленчатым валом. Таким образом в поперечном разрезе двигатель напоминает букву W. Отличительной особенностью данного типа двигателя является компактность по сравнению с другими типами двигателей, используемыми в серийных автомобилях и имеющими схожие мощностные характеристики.
Существуют также W-образные двигатели с рядным расположением цилиндров в шахматном порядке в каждой из двух секций одного блока цилиндров. При этом каждая из двух секций такого W-образного двигателя имеет свою ГБЦ и угол между цилиндрами (в одной секции) в 10-15 градусов, как в обычном VR-образном двигателе. Расстояние между секциями в таком двигателе меньше 90 градусов. W-образные двигатели за всю историю своего существования применялись как в автомобилях, так и в авиации и в мотоциклах.
Отдача турбомотора W12 нового поколения радикально не изменилась, зато в комбинированном европейском цикле представительский седан с таким «сердцем» будет выбрасывать менее 250 г/км CO2, то есть на сотню граммов меньше предшественника.
Международный симпозиум по двигателям в Вене послужил площадкой для презентации агрегата 6.0 W12 TSI нового поколения. Схематично мотор напоминает предшественника, но теперь в нём совмещены две системы впрыска — распределённого (низкого давления) и непосредственного (высокого давления). Развивает новинка 608 л.с. при 6000 об/мин и 900 Н•м при 1500–4500 об/мин. Подросшая тяга в широком диапазоне оборотов поможет моделям с W12 укладываться в четыре секунды при разгоне до сотни.
Новый мотор W12 компания называет базовым, так что в дальнейшем стоит ждать различных его вариаций, в том числе с большей мощностью.
Помимо комбинированного впрыска, новый двигатель может похвастать антифрикционным покрытием цилиндров, нанесённым методом плазменного напыления, переключаемым масляным насосом и системой смазки, рассчитанной на применение в условиях бездорожья, системой охлаждения со встроенным управлением температурой, парой турбокомпрессоров типа twin-scroll, деактивацией части цилиндров, системой start/stop и двумя контроллерами двигателя.
Помимо прочего, мотор W12 получил адаптивное крепление с основными гидравлическими демпферами и электромагнитными активными узлами, подавляющими вибрации за счёт генерации колебаний в противофазе.
На примере агрегата W12 также был показан новый процесс создания на поверхности цилиндров микроскопических шероховатостей (для удержания масляной плёнки) при помощи лазера. Компания намерена в будущем применить эту технологию на массовых агрегатах. Процесс сводит к нулю износ инструмента, обычно применяемого в такой операции, а также гарантирует стабильный точный результат.
Новый двенадцатицилиндровый мотор наверняка появится на моделях марки Bentley, в частности новом кроссовере Bentayga, а также на седанах Audi A8 и Volkswagen Phaeton следующего поколения. А вот вторая венская новинка — дизельная «турбочетвёрка» 2.0 TDI 4V предназначена для лёгкого коммерческого транспорта, например вэна Transporter/Multivan, на котором и дебютирует. Особенности: впрыск горючего с общей топливной рампой common-rail и давлением 2000 бар, новая система рециркуляции отработавших газов низкой температуры и высокого давления, водяной интеркулер, впускной коллектор переменной геометрии.
Агрегат на тяжёлом топливе 2.0 TDI 4V. Показана старшая модификация BiTurbo с двухступенчатым наддувом и турбиной высокого давления с переменной геометрией.
Дизель будет выпускаться в нескольких вариантах мощностью от 84 до 204 л.с. и максимальным крутящим моментом от 220 до 450 Н•м. В последнем случае тяга на 13% выше, чем у мотора прежнего поколения. При этом в среднем новая «турбочетвёрка» на 14% экономичнее предыдущей того же объёма. Сажевый фильтр и селективный катализатор SCR позволяют этому дизелю соответствовать нормам выхлопа Евро-6.
При проектировании нового трёхцилиндрового литрового агрегата использован опыт, полученный во время работы над двигателем раллийного хэтчбека Polo WRC.
Третий новичок — опытный бензиновый трёхцилиндровый мотор 1.0 TSI на базе серийного агрегата серии EA211. Он получил обычный турбокомпрессор, дополненный электрическим нагнетателем E-Booster. В результате с литра рабочего объёма удалось снять 272 л.с. и 270 Н•м. Немцы пока не говорят, в каком виде и на какой модели этот агрегат может появиться в серии. Хайнц-Якоб Нойсер, глава Фольксвагена по развитию силовых установок, назвал эту «турботройку» хорошим примером потенциала, скрытого в двигателях внутреннего сгорания. Добавим, что чуть ранее на том же симпозиуме был представлен мотор Audi 2.0 TFSI нового поколения.
Mark Icons
Дрифтер в душе
Особенности конструкции двигателей W8 / W12 / W16
Компания Volkswagen уже стала своеобразным отступником от традиционных схем моторостроения, когда её инженеры разработали и запустили в производство крайне удачный двигатель рядно-смещённой конструкции под названием VR6 (подробнее об этих моторах можно прочитать в соответствующей классификации рядно-смещённых двигателей VR6/VR5). Но руководство концерна пошло дальше и увидело в этом техническом решении возможность для создания линейки премиальных двигателей большого объёма с очень компактными габаритными размерами.
Для воплощения этой идеи в жизнь, инженерам пришлось совместить два VR-образных двигателя по V-образной схеме с одним коленчатым валом. То есть каждый ряд цилиндров имеет не рядную конструкцию, как мы привыкли видеть в классических V-образниках, а VR-образную, где развал между цилиндрами составляет 15 градусов (как в двигателях VR5/VR6 объёмом до 3.2 литров включительно), а развал между самими рядами цилиндров составляет 72 градуса. Впоследствии такая конструкция получила название W-образный двигатель (так как по большому счёту двигатель имеет 4 ряда цилиндров, что хорошо визуально отображает буква "W" латинского алфавита).
В результате подобной разработки появилось семейство W-образных бензиновых двигателей с числом цилиндров от 8 до 16 и объёмом от 4.0 до 8.0 литров (кратно количеству цилиндров, по 0,5 л на один цилиндр). Подробнее об этом семействе двигателей можно прочитать в Программе самообучения VW 248. При этом компактность подобных агрегатов просто потрясает, так как 6-литровый W12 получается даже меньше классического 4,2 литрового V8, который также ставится на многие модели концерна. Для сравнения взгляните на размеры блоков и длины соответствующих коленчатых валов ниже.
Не смотря на то, что конструктивно W-образные двигатели берут своё начало от двигателей VR6, между ними есть очень существенное отличие: если блок двигателя VR6 отлит из чугуна одной цельной деталью, то блок W-образного двигателя состоит из 2 частей. При этом верхняя часть блока, где располагаются цилиндры отлита из материала "Алюсиль" (заэвтектического алюминиево-кремниевого сплава AlSi17CuMg), а нижняя часть, которая представляет из себя опорную траверсу коленчатого вала, выполнена из сплава алюминия с чугунными крышками постелей коленчатого вала. Тем не менее ряд деталей двигателей VR и W являются идентичными, это:
- Клапана, клапанные пружины и кольца сёдел клапанов;
- Роликовые коромысла;
- Детали компенсаторов зазора клапанов.
Первым двигателем новой конструкции с W-образным расположением цилиндров стал двигатель W8. Этот агрегат разместился под капотом единственного в истории 8-цилиндрового Volkswagen Passat W8 (B5.5) и выпускался с 09.2001 по 09.2004 в двух типах кузовов: седан и универсал. Всего было произведено около 11 000 таких автомобилей. Эти автомобили позиционировались как самые премиальные Фольксвагены до появления VW Phaeton, который уже не использовал двигатель W8, вместо него предлагался либо классический V8, либо аналогичный по конструкции, но больший по объёму 6.0 W12.
4-литровый W8 выдавал 275 л.с. при 6000 об/мин и 370 Нм момента при 2750 об/мин. Мотор оснащался необычной системой вторичного наддува воздуха, которая работала благодаря дополнительным каналам в головках блока. Это система позволяла увеличить скорость наполнения цилиндров благодаря разности давления выхлопных газов во выпускном коллекторе и на выпускных клапанах. Этот двигатель был одним из самых дорогих в производстве двигателей VAG для легковых автомобилей. Но, к сожалению, он устанавливался всего на один автомобиль, и так как следующий VW Passat B6 имел платформу PQ46 с поперечным расположением двигателя, то ему в качестве топового агрегата отвели 3.6-литровый VR6.
В том же 2001 году, когда концерн VAG запустил в производство Passat W8, на Токийском Мотор-шоу компания показала прототип Volkswagen Nardo W12 Coupe – среднемоторный заднеприводный суперкар с двигателем 6.0 W12 (600 л.с; 447 кВт), который за неделю до показа установил новый суточный рекорд средней скорости на кольце Нардо. За 24 часа VW W2 Coupe преодолел 7 085,7 км со средней скоростью 295,24 км/ч, что 12 км/ч быстрее предыдущего рекорда. Производство этого суперкара изначально планировалось, но в конечном итоге было отменено.
Переработанный под серийное производство 12-цилиндровый W-образный двигатель мощностью 450 л.с. оказался под капотом больших представительских седанов концерна. Но в отличии от традиционного V12 компактная конструкция W-образного мотора позволяла установить ещё и полноприводную трансмиссию.
Модификации двигателей W8 / W12 на автомобилях концерна VAG:
Модификации двигателей W8 объёмом 4.0 литра
BDN, BDP – W8 4.0 32v (275 л.с.) – Volkswagen Passat (B5.5) (09.2001 – 09.2004)
Модификации двигателей W12 объёмом 6.0 литра
AZC – W12 6.0 48v (420 л.с.) – Audi A8L Quattro (D2,4D) (2001 – 2003)
BHT, BTE, BSB – W12 6.0 48v (450 л.с.) – Audi A8 Quattro (D3,4E) (2004 – 2007), Audi A8L Quattro (D3,4E) (2003 – 2010)
BAN – W12 6.0 48v (420 л.с.) – VW Phaeton (3D) (2002 – 2004)
BRN, BTT – W12 6.0 48v (450 л.с.) – VW Phaeton (3D) (2004 – 2011)
BJN – W12 6.0 48v (450 л.с.) – VW Touareg (7L6) (12.2004 – 11.2006), VW Touareg (7LA) (11.2006 – 05.2008)
CFRA – W12 6.0 48v (450 л.с.) – VW Touareg (7LA) (05.2008 – 05.2010)
Модификации двигателей W12 объёмом 6.3 литра
CEJA – W12 6.3 48v (500 л.с.) – Audi A8L Quattro (D4,4H) (2010 – 2013)
CTNA – W12 6.3 48v (500 л.с.) – Audi A8L Quattro рестайлинг (D4,4H) (2014 – 2018)