ИМЕНИНЫ У ТУРБИНЫ: турбодвигатель Saab

ИМЕНИНЫ У ТУРБИНЫ: турбодвигатель Saab

Автор auto99
Рубрика: SAAB
Июл 15th, 2014
0 Комм
1558 Просмотр.

imeniny-u-turbiny-1
Нет-нет, широко отмечаемый 30-летний юбилей турбодвигателей Saab не имеет ничего общего с изобретением этого типа моторов. Идея использовать энергию отработанных газов для закачки в цилиндры дополнительного воздуха родилась почти столетие назад, и уже в 30-е годы прошлого века широко использовалась на боевых самолетах с поршневыми моторами – для поддержания мощности на больших высотах, где воздух обеднен кислородом. Военная, строительная техника с огромными дизелями оснащается в массовом порядке турбинами уже полвека, а к середине 60-х годов ХХ века почти все дизельные грузовики всех тоннажностей обзавелись турбонаддувом.

Процесс внедрения этой, казалось бы, общепринятой турботехнологии на массовых легковых моделях занял куда больше времени, доставив производителям массу проблем. И это при том, что прямой «родственник» турбонаддува, механический нагнетатель, приводимый коленвалом самого мотора, активно применялся на серийных автомобилях с начала минувшего века!

Первый «наскок» на обуздание энергии выхлопных газов на массовой легковушке предприняли американцы. В 1962 г. с большой помпой были представлены эксклюзивные версии моделей Oldsmobile Jetfi re и Chevrolet Corvair Monza Spyder, оснащавшиеся 6-цилиндровыми оппозитными двигателями воздушного охлаждения. Но эти машины были вызывающе недоведенными и полностью неадаптированными к реальной эксплуатации – мотор (с очень низкой степенью сжатия) работал на смеси спирта и воды, система ненадежной, и уже через год General Motors понял, что поспешил, сняв обе модели с производства, продав чисто символическое количество «Turboалкогольных» спорт-каров.

Десять лет спустя идея турбодвигателей овладела немцами. Турбонаддув стал прерогативной областью для большинства автокомпаний ФРГ, и лавры первого, кто осмелился предложить турбомотор на рынке, достались BMW. Баварцы «выстрелили» в 1973 г. с ограниченной партией знаменитого спорт-седана 2002 Turbo. Турбоэра началась! Но модель оказалась удивительно сырой, имидж «агрессивной» турбины сразу посчитали «политически некорректным», нефтяной кризис же окончательно добил начинание – машина прожила на конвейере чуть больше полугода, было продано всего 1672 экземпляра BMW 2002 Turbo.

Но соседи мюнхенцев из Штутгарта, Porsche, уже вовсю готовили свою интерпретацию турбомотора. С начала 70-х годов Porsche успешно отработала турботехнологию на гоночных автомобиля, и в 1975 г. увидел свет вариант легендарного поршeвского boxer, Flat Six с турбонаддувом!

Непревзойденная Carrera получила версию 911 Turbo, которой очень скоро предстояло стать культовой, знаковой модификацией – эта роль у турбированной 911-й в полной мере сохраняется и по сей день. И это был успех, ибо «гоночный» имидж марки Porsche помогал, а главное, ее подготовленные, любящие смелые новации богатые клиенты с удовольствием поддержали Turboначинание.

Тем не менее, первые пару лет выпуска 911 Turbo оставался чисто маргинальной моделью в коммерческом плане, производилось буквально несколько сот машин в год. Да и имидж турбонаддува пока еще сохранял в массовом сознании оттенок «странной опасной штуковины» для жаждущих острых ощущений оригиналов. Никто и не думал воспринимать турбину, как техническое решение, как говорится, «для всех и для каждого». Кто бы мог предположить, что в далекой провинциальной Швеции «тихий», маленький и скромный производитель Saab готовится вот-вот предложить турбонаддув на самой доступной массовой модели!

СКАНДИНАВСКИЙ TURBOВИХРЬ
Собственно, никакой долгосрочной политической стратегии по продвижению турбомоторов у Saab не было, да и быть не могло. Ведь в середине 70-х годов автомобильное отделение компании воспринималось хозяевами корпорации, как «довесок», историческая головная боль, хлопотный придаток к гигантскому авиационному бизнесу и объединенному с Saab в 1968 году сверхприбыльному производству грузовиков Scania. В этих условиях только увлеченные энтузиасты могли смотреть в будущее и биться над перспективными решениями. Saab повезло, и именно такие люди нашлись в недрах фирмы. Истинный фанат двигателей внутреннего сгорания, инженер Пер Гиллбранд сыграл ключевую и уникальную роль не только в будущем триумфе турбомоторов Saab, но и в судьбе всей компании на десятилетия. В 1964 г. впоследствии один из величайших конструкторов-двигателистов планеты, а в ту пору никому неизвестный инженер Гилбранд возглавил крохотный отдел моторов фирмы Saab. Задача Гилбранда была незавидной – с минимальными затратами создать современный двигатель. Сегодня, после многих лет громкой Turboславы, любой автомобилист может сказать всуе: «Да, у Saab движки отличные». А еще в середине 60-х моторы компании были всеобщим посмешищем: карликовые двухтактные (!) шведские двигатели оскорбительно называли «вонючками» за интенсивный терпкий неприятный выхлоп, который сегодня можно «учуять» у дешевых мотоскутеров. О динамике и удовольствии от езды речь вообще не шла. В отсутствии денег, Saab вынужденно кооперировался при работе над новым мотором с другим «нищим» той эпохи, британским British Leyland. Было много совместных идей, думали даже о применении на Saab большого английского V8 марки Triumph. В конце-концов, взяли за основу… половину этого агрегата, и шведы на ее базе создали вполне удачный верхнеклапанный рядный 4-цилиндровый мотор – в варианте 1.7 л, а затем и 2 л. Двигатель дебютировал в 1967 г. на абсолютно новой модели Saab 99 и без преувеличения спас компанию. Но – дальше опять настали «серые будни»: никакого внимания отделу Гилбранда боссы Saab не уделяли. Однако Гилбранд беспредельно верил в будущее турбодвигателей, и еще с начала 70-х весь его маленький коллектив усиленно работал в этом направлении. В ту пору производители турбин уже были готовы предложить серийные модели компактных турбокомпрессоров, подходивших для массовых легковушек. Проблемой №1 оставался так называемый wastegate, клапан сброса избыточного воздуха, без которого система турбонаддува все время находилась с максимальным давлением. Это доставляло массу проблем: повышенный расход топлива и изнашиваемость мотора, но самое главное – без wastegate у турбомотора почти не было крутящего момента нигде, кроме самых высоких оборотов. Первая BMW 2002 Turbo выпускалась без wastegate, что во многом послужило причиной ее провала, на Porsche 911Turbo была адаптирована сложная система спускного клапана Lycoming от авиатехники, очень дорогостоящая, но цена Porsche позволяла это окупить. Гилбранд же сам изобрел и довел дешевый, простой и надежный «чудоклапан», который на тот момент был самым удачным в мире. Работа над турбиной продолжалась… но в настоящем подполье, ибо руководство фирмы, видя крайне проблематичную судьбу турбонаддува даже у самых авторитетных германских компаний, а также неоднозначную реакцию публики на Turbo, строго запретило Гилбранду продолжать «тратить понапрасну время на бесперспектиные турбопроекты». Но – блажен, кто верует! Гилбранд ни на секуннду не прекратил свои исследования. Наоборот, все мизерные ресурсы его отдела были брошены на доводку турбины. Оставалась последняя проблема – карбюраторные двигатели серийных Saab, ведь турбонаддув и карбюратор на бензиновом моторе совместить исключительно трудно, если возможно.

Помогли обстоятельства – в середине 70-х годов были введены знаменитые Калифорнийские нормы токсичности выхлопа. Для Saab уже тогда рынок США был «дойной коровой», так что боссам фирмы ничего другого не оставалось, как проинвестировать скорейшее внедрение впрыска топлива, дабы уложиться в заокеанские нормы.
Путь к окончательной адаптации турбонаддува на серийных Saab был открыт! В 1975-76 гг. отделом Гилбранда был построен и прошел все необходимые испытания десяток прототипов модели Saab 99 с турбонаддувом. Отладили и довели надежность, разработали методику внедрения турбины в серийном производстве… Но – никто не осмеливался сообщить об этом наверх, после тотального вердикта «о несовместимости Turbo с имиджем и техникой автомобилей Saab»! Снова вмешался случай. Летом 1976 г. управляющим директором Saab стал рискованный и нестандартно мыслящий Стен Веннло. Он очень хотел найти в своей фирме хоть какие-то новые ресурсы, ибо к тому времени модель 99 находилась на конвейере 10 лет, а денег на создание новой не было. Веннло как-то поинтересовался у Гилбранда, нет ли у того чего-нибудь «горячего». С замиранием сердца инженеры-двигателисты выдали директору один из турбированных Saab 99 на уикенд…

…Уже спустя неделю идея турбодвигателей довлела над умами в Трольхэттене! Решено было, ни много ни мало, тут же запускать турбомотор в серию по случаю дебюта на рынке очередного рестайлинга 99-го. Производство великолепного wastegate работы Гиллбранда поручили самому опытному поставщику турботехники, американской фирме Garrett, ее же использовали и турбины. Организовать серийный монтаж турбокомпрессоров на часть массовых Saab 99 не составило ни малейшего труда, к тому же в то время на общем с грузовым подразделением Scania заводе двигателей в Содертелье 95% моторов грузовиков оснащались турбиной! Saab 99 Turbo заявили, как модель 1977 года и осенью 76-го «закопченые» прототипы отдела Гилбранда спешно привели в подобающий вид, представив на Франкфуртском автосалоне. Автомобильный мир был удивлен, взбудоражен – «стариковская» марка хочет предложить «взрывную» непредсказуемую турботехнологию на недорогом массовом хэтчбэке! Но уже неслась волна поддержки, восхищения, и в 1978 г. фирма Saab, сама того не осознавая, начала свою новую эру, прокладывая себе путь к спасению и дальнейшему триумфу!

TURBOЭЙФОРИЯ
Реакция покупателей была восторженной – продажи еще недавно никому ненужной машины пошли в гору, появились средства на создание новой модели. Saab начал зарабатывать авторитет, как передовая, технологически сильная марка. Если до Turbo шведская фирма слыла явным аутсайдером, теперь на нее моментально стали смотреть с уважением. Турбонаддув стал еще популярнее, когда в 1978 г. дебютировала модель нового поколения – 900 Turbo. Это было началом легендарной саги о турбомоторах Saab. И первое поколение 900-го, но особенно второе, стартовавшее в 1984 г., стало наимоднейшей машиной американских интеллектуалов! Самая передовая «продвинутая» публика Штатов посчитала Saab 900 Turbo СВОИМ культовым авто. Компания за счет этого бума смогла почти вдвое увеличить свой доселе крохотный объем выпуска. Целые поколения американцев и европейцев, считающих себя фанатами технических новшеств, выросли на турбированных Saab. Именно с этой поры началось выпестовывание когорты поклонников марки, именуемых ныне «сааберами». В феврале 1979 г. турбомотор впервые в истории одержал победу на этапе чемпионата мира по ралли – Saab 99 Turbo, пилотируемый Стигом Бломквистом, победил на домашнем «Ралли Швеции». Кто мог тогда предположить, что уже совсем скоро 2-литровый четырехцилиндровый турбированный мотор станет выбором по умолчанию для всего мирового авторалли – и по сей день!

…Для самого же Saab куда важнее было то, что такая спонтанная виктория моделей Turbo придала фирме удивительный вес в мире бизнеса. Маленькая, считавшаяся обреченной компания стала восприниматься, как носительница огромного технологического потенциала, вмиг родился сегодняшний статус «престижного скандинавского брэнда». Целое десятилетие концерны-гиганты «заигрывали» с хозяевами марки, кланом Валленбергов, а у тех была возможность все больше набивать цену за то производство, которое до эпохи Turbo никто бы не взял бесплатно! Окончился этот торг в 1990 г. сверхвыгодной продажей 50% капитала автомобильного отделения Saab американскому General Motors. Аура Turbo сработала и здесь безотказно – сделку с американской стороны заключали боссы, сформировавшиеся, как автомобильные специалисты, под влиянием этого сверхпрестижного увлечения Turbo by Saab – они боготворили шведские турбодвигатели!

Шведам несказанно повезло: они действительно дали колоссальный толчок развитию турбомоторов, осмелившись, от отсутствия выбора, предложить турбонаддув на самой разобычной недорогой машине. Опоздай Saab хотя бы на год – и никаких дивидендов от своего поступка он бы не получил, не было бы славы Saab Turbo, и, очень вероятно, уже давно на свете бы не существовало самой марки! Почему? Да потому что уже через пару лет после дебюта Saab 99 Turbo мания турбонаддува завладела всем миром. Американцы и японцы, европейцы и даже производители стран Третьего мира стали применять турбину, как говорится, «потому что так надо»! Turboтехника тотально овладела автоспортом – Формулой 1, авторалли, «24 часами Ле Мана», ралли-рейдами….

Турбины стали применять не то что на массовых хэтчбэках типа Saab, но даже на куда более малогабаритных машинках с микролитражными моторчиками.

Пиком «Turbo-сумасшествия» стало решение сверхконсервативных англичан использовать турбонаддув на чопорном седане Bentley Mulsanne 1982 модельного года, а японская Mazda адаптировала турбину для своих эксклюзивных роторно-поршневых моторов Ванкеля!

Мания турбин сошла на нет так же быстро, как и появилась: очень скоро современные технологии позволили получать искомую мощность и без применения турбонаддува. А Turbo на новом витке истории перенацелилась на дизельные моторы. Это парадоксально, но турботехнология, на военной и строительно-грузовой технике став императивной именно на дизельных двигателях, на легковых автомобилях сначала прозвучала на бензиновых агрегатах, и лишь десятилетием спустя поступила «на службу солярке»… В 2007 г. из всех проданных в Европе легковых моделей с дизельными моторами почти 90% оснащались турбонаддувом. Среди бензиновых двигателей это соотношение едва достигает 10%!

Однако и здесь тенденция возвращения турбин налицо! Mercedes и марки Volkswagen Group все шире применяют турбокомпрессоры на своих бензиновых моторах, как компактных, так и многолитровых-многоцилиндровых. А последние настроения в недрах BMW очевидны – топ-варианты как рядных «шестерок» из Мюнхена, так и V8, и даже будущие V12 обречены к применению двойного наддува Biturbo. И это BMW, которая, несмотря на свое пионерскую роль в применении турбины, последние полтора десятилетия слыла ярым проповедником безнаддувным бензиновых двигателей!

А что же Saab? Шли годы, турбина то приобретала, то полностью теряла популярность, но шведы свято хранили верность своему «Золотому тельцу». Турбомоторы – краеугольный камень маркетинга и промоушена. Фирма интенсивно развивала эту технологию. Пер Гилбранд выдавал «на гора» все новые смелые решения, которые Saab, уже беспрекословно доверяя мэтру, моментально запускал в серию. Теперь уже шведы понимали, как важно «застолбить» направление первыми, особенно учитывая то, что при по-прежнему небольшом объеме выпуска ( в районе 100 тыс штук в год) внедрение технологических Saab легче, чем кому-либо. Четыре клапана на цилиндр (1983 г.), знаменитая система Direct Ignition с индивидуальной катушкой зажигания на каждый цилиндр, борткомпьютер Trionic (1988 г. – в это время даже примитивная компьютерная техника была на автомобиле в диковинку!) – основные вехи в борьбе Гиллбранда за «шлифовку» турботехнологии Saab. Наконец, в 1989 г. знаменитая ныне технология турбонаддува низкого давления, Low Pressure Turbo, стала настоящим прорывом в турбоистории. Тем самым была побеждена пресловутая «турбоoяма», бич турбoмоторов: отсутствие тяги на низких оборотах.

Гиллбранд настолько привил брэнду Saab имидж «Turboзависимой» марки, что когда в начале 90-х фирма впервые в своей истории получила от GM мотор V6, этот чисто безнаддувный агрегат в версии Saab тоже был оснащен турбонаддувом! Причем Гиллбранд придумал так называемый «ассиметричный» турбонаддув, питавший оба ряда цилиндров (этот агрегат был известен российским клиентам по модификации Griffi n 3.0), а технология низкого давления позволила увеличить крутящий момент V6 аж на 30%! Сегодня более 85% как бензиновых, так и дизельных модификаций Saab оснащаются Turboнаддувом! Только «ренегадский» внедорожник 9-7Х выпускается с чисто безнаддувными моторами, но они (как и весь автомобиль) напрямую к Saab не имеют отношения. Зато за счет такого родства с американским SUV, Saab может похвастаться тем, что в его практике есть опыт использования двигателя V8 – 9-7Х продается в США в том числе и с 5,3-литровой «восьмеркой» производства GM… Празднично и символично – как раз в момент 30-летнего юбилея начала производства 99 Turbo, Saab превысил рубеж в 1,5 миллиона проданных машин, оснащенных турбонаддувом!.

Авторитет «заправилы» в области двигателей у шведов по-прежнему высок. И GM верит в двигателистов Saab. Поэтому концерн в свое время принял эпохальное решение. Saab было поручено разрабатывать новые поколения престижных моторов V6 и V8 для бизнес-седанов, топ-внедорожников и спорт-каров всех марок группы. Лучшие умы из отделов двигателей Opel, Chevrolet, Cadillac, австралийского Holden и даже (какая честь для шведов!) итальянских Alfa Romeo и Lancia, имеющих репутацию производителей фантастических двигателей, работают в Тролльхэттене!
Как вам понравится через несколько лет будущий «Чистокровный американский суперкар» Corvette с мотором V8, созданным в… Швеции!? Или «горячее сердце» итальянского купе Alfa Romeo Brera (и родстера Spider) с V6 разработки неспешных шведов?! Кстати, физически эта «шведская шестерка» производится силами Holden в Австралии – вот вам пример глобализации GM! Решительно, репутация завоевывается на века. Saab по праву использует сегодня тот капитал технологий и имиджа, так неожиданно и тяжко полученный 30 лет назад!

МИСТЕР TURBO
Так называют Пера Гиллбранда. Автомобильная общественность по достоинству оценила его самозабвенный подвиг по продвижению турбонаддува «в массы», последующие же революционные разработки его команды позволили шведу добиться реноме одного из самых титулованных двигателистов эпохи. Сегодня в свои 74 лет он по-прежнему самым активным образом участвует в перспективных программах новых моторов Saab. Он и на пенсию-то вышел только когда ему уже исполнилось 67 лет! Теперь Пер больше времени уделяет своим знаменитым лекциям о теории и практики двигателей внутреннего сгорания. В мастерской своего дома в маленьком историческом городке Мариефред Гиллбранд творит чудеса – он собственноручно изготавливает на станках работающие (!) копии эпохальных поршневых двигателей человечества. Его функционирующие на метаноле «самодельные» образцы знаменитых агрегатов считаются лучшими в мире. Многие политехнические музеи мира заказывают у Гиллбранда такие изделея для своих коллекций!

Гилбранд – фанатичный сторонник турбонаддува. «Энергия, получаемая от сгорания топлива в поршнях, всего-лишь на треть используется для привода колес, еще же треть тратится на систему охлаждения, последняя часть и вовсе улетучивается с выхлопными газами. Именно в этом и состоит прелесть турбокомпрессора: мы можем заставить эту «бесполезную» энергию выхлопа добывать дополнительную мощность, и какую!» – говорит инженер.

Ни секунды не раздумывая, он комментирует свой смелый поступок по спасению турбопрограммы в далеких уже 70-х: «Я бы никогда не пошел против воли боссов, если бы ни был абсолютно уверен в своей правоте. Я счастлив, что в итоге плод нашей самоотверженной работы предстал перед публикой в нужное время, ни годом раньше, ни годом позже» «Мистер Turbo» продолжает питать надежды о «проталкивании» своего самого важного проекта. И если однажды последний окажется столь же триумфальным, как и внедрение турбонаддува, шведа явно ждет титул основоположника двигателестроения наряду с Отто или Дизелем! Речь идет о сенсационном Saab Variable Compression, или SVC, поршневом моторе с изменяемой степенью сжатия. «Мы называем эту разработку «Мотор-Аккордеон» за эту смещающуюся головку блока цилиндров. Потрясающие перспективы у этой простой и недорогой схемы – с ней можно без проблем использовать тот же самый двигатель и как дизель (то есть воспламенение происходит от компрессии топлива при высокой степени сжатия), и как бензиновый двигатель с искровым зажиганием, при более низкой степени сжатия! Кроме того, с помощью использования на этот раз не турбины, а механического нагнетателя и «игры» на степени сжатия, мы безо всяких проблем устанавливаем немыслимые стандарты литровой мощности. Наш первый обнародованный образец SVC при объеме всего 1.6 л имеет мощность аж 250 л.с., хотя сделать литровую мощность и все 200 «лошадей» на литр, то есть 320 л.с., на нашем моторе не в тягость. То есть SVC не только политотпливный агрегат, он при минимальном объеме гарантирует динамику мощнейших V6 или даже V8, а расход топлива и экологичность выхлопа – на уровне обычных двухлитровых агрегатов!»

Прототип SVC – первый мотор Saab с рядной 5-цилиндровой конфигурацией, хотя до этого Гиллбранд и его марка отчаянно защищали идею 4-цилиндровых «рядников». «В идеале я хотел сделать первый промышленный SVC рядным 6-цилиндровым мотором объемом… всего 1,4 л, это обеспечивает феноменальную сбалансированность. Но рядный «шестицилиндровик» уже слишко длинный, это проблема для поперечной установки под капотом. Напротив, я убежденный противник V-образных моторов, поверьте мне, я за десятилетия своей практики наглядно убеждался, что рядный двигатель не имеет конкурентов по сбалансированности, и это логично, ведь на V-образном агрегате, по сути, коленвал вразнобой вращают два ряда шатунов!»

Работы по доводке SVC активно начались еще в 1993 г., а первый работающий прототип Гиллбранд построил аж в 1981 г. С тех пор разные варианты агрегата прошли на опытных образцах многие миллионы километров, а в 2001 г. в Тролльхэттене даже оптимистично объявили о скором внедрении SVC на ограниченной партии серийных 9-3! Однако неопределенность в судьбе всего бизнеса Saab до сих пор тормозило серийное воплощение авангардной и такой многообещающей технологии…

Но Гиллбранд убежден в светлом будущем SVC. Также он спокоен и за свои многочисленные перспективные наработки, созданные на долгую перспективу. Его сын Петер сегодня выходит на лидирующие позиции в отделе двигателей фирмы Saab.

Понравилась статья? Тогда поделитесь ею с друзьями:


Добавить комментарий