Первый в мире турбокомпрессор, который нагнетал воздух в цилиндры при помощи выхлопных газов, был придуман в 1905 году швейцарским инженером Альфредом Бюхи. Его турбина по своей конструкции, надо сказать, практически не отличалась от тех, что широко используются в наши дни.
Изначально турбокомпрессоры применялись только на военных самолетах как Первой, так и Второй мировой; например, американские тяжелые истребители Lockheed P-38 Lightning или тяжелые бомбардировщики Boeing B-17, оснащенные такими компрессорами, лучше справлялись с разреженным воздухом и имели лучшие летные характеристики на большой высоте.
Но применение наддува на легковых автомобилях постоянно откладывалось, поскольку синхронизация системы из нескольких карбюраторов и турбины была делом непростым. Обычно для повышения мощности двигатель снабжали механическим нагнетателем, имевшим привод от коленвала, который было проще «подружить» с карбюраторами.
GM Firebird XP-21
Но в начале 50-х годов прошлого века в концерне General Motors всерьез увлеклись созданием автомобилей с газотурбинным двигателем. Так, компактная турбина стояла на концепт-каре GM Firebird XP-21 1954 года, а более широкое применение таких двигателей в корпорации связывали с линейкой грузовиков. Но газотурбинный двигатель, приемлемый для работы на самолетах, не был пригоден для легковых автомобилей из-за повышенного расхода топлива и меньшего запаса прочности агрегатов. В GM не желали терять потерянные наработки по исследованиям ГТД и решили применить газотурбинный наддув в легковых автомобилях.
Oldsmobile F-85 Jetfire (1962)
Первым в мире серийным автомобилем, «примерившим» турбонаддув, стал среднеразмерный хардтоп Jetfire, построенный на базе серии F-85, куда входили седаны, универсалы и купе. Место под капотом занял компактный полностью алюминиевый двигатель V8 рабочим объемом всего 3,5 литра, разработкой которого занимался Buick. Интересный факт: позднее, в 70-е годы, лицензия на его сборку была продана английской фирме Rover, так как американских потребителей не устраивал… литраж, который, по их мнению, был слишком маленьким для двигателя V8.
Базовый двигатель Rocket 215 весил «на сухую» около 200 кг, снабжался двухкамерным карбюратором и развивал мощность 185 л.с. Этого было достаточно для семейного седана, но оспортивленное купе требовало большего. К двигателю «прикрутили» турбокомпрессор Garrett T5, благодаря которому мощность увеличилась сразу до 215 л.с.! Интересно, что степень сжатия осталась той же, что и на атмосферном варианте, – 10,25:1, а для борьбы с детонацией использовался впрыск специальной жидкости Turbo Rocket Fluid. Датчиков детонации в те годы не существовало, и только эта смесь помогала охладить камеры сгорания и предотвратить раннее зажигание смеси, которое могло привести к серьезным поломкам. Жидкость представляла собой смесь дистиллированной воды и метанола, в которую добавили присадки, защищающие двигатель от коррозии. Похожие жидкости применяют и сегодня в высокофорсированных двигателях для той же цели.
Если уровень жидкости в бачке падал до минимально допустимого уровня, турбонагнетатель попросту отключался, чтобы не причинить вреда двигателю. Так, самой частой жалобой от владельцев была «нехватка мощности», поскольку невнимательный владелец приезжал на сервис почти с пустым бачком. Алюминиевый V8 сильно грелся, как, впрочем, и его атмосферный вариант, а синхронизация карбюраторов и турбины была достаточно сложным делом и требовала постоянного наблюдения.
Но игра стоила свеч! На испытаниях журнала «Road & Track» двухместное купе разогналось с 0 до 60 миль/час всего за 9 секунд. Неплохой показатель для двухтонного рамного автомобиля с задней рессорной подвеской! В рекламных брошюрах маркетологи Oldsmobile писали о «захватывающем ускорении с ощущением постоянного разгона». За два года, которые автомобиль продержался на рынке, было выпущено 9 607 экземпляров. Маловато? Да. Но хуже другое…
В 1965 году в ответ на жалобы компания GM предложила всем недовольным владельцам удалить систему турбонаддува, а, чтобы мощность не снизилась, на замену предложили большой четырехкамерный карбюратор и новые впускной и выпускной коллекторы. Большинство владельцев воспользовались этой возможностью, и поэтому в настоящее время найти «живой» Jetfire с турбонаддувом очень сложно.
Chevrolet Corvair Monza Turbo (1962)
Попутно с традиционным для покупателей мидсайзом Starfire инженеры Chevrolet «взбодрили» турбокомпрессором совсем не привычную для американцев машину. Созданный в ответ на европейские бюджетные автомобили, Corvair был более чем непривычен американцам. Семейство компактных автомобилей, в которое входили седан, универсал, кабриолет и купе, оснащалось оппозитным 4-цилиндровым двигателем объемом 2,3 литра, расположенным сзади. Низкий двигатель позволил уменьшить высоту центра тяжести, но на его разработку ушла большая часть выделенных на создание машины денег.
Среди врожденных недостатков конструкции выделялась развесовка – перегруженная задняя ось принимала на себя больше 60% всей массы машины. Адвокат Ральф Надер, сторонник повышения мер безопасности в автомобильной промышленности, в своей книге «Опасен на любой скорости» буквально «разгромил» эту машину, посвятив Corvair целую главу. Главным противоречием являлось сочетание заднемоторной компоновки и конструкции заднего моста машины, которая в резких поворотах могла способствовать заносу или даже развороту автомобиля. Споры о правдивости этого заявления идут и по сей день, но на успешность и продажи машины оно почти не повлияло – Corvair продержался на конвейере почти 10 лет, причем серьезных изменений в конструкцию внесено не было.
Машина имела несущий стальной кузов и двухрычажные независимые подвески передних и задних колес. Для повышения мощности Corvair с кузовами купе и кабриолет могли оснащаться турбокомпрессорами. Мощность карбюраторного «оппозитника», использовавшегося в паре с трёхступенчатой механической коробкой, возросла с 84 до 150 л.с., что повлияло и на динамические характеристики машины. Купе Corvair Monza разгонялось до 180 км/ч, при этом разгон «до сотни» лишь ненамного превышал 10 секунд.
К сожалению, концепция применения турбокомпрессоров не была признана успешной директорами концерна, и к концу 60-х турбины на легковые автомобили уже не ставились.
Проблемы вам уже известны: сложности с настройкой мотора, дорогостоящий ремонт и уменьшение ресурса отпугнули потенциальных покупателей, которые предпочитали более консервативные и проверенные временем карбюраторные V8. Эра массового применения турбонаддува на легковых автомобилях началась в конце 70-х, когда на помощь наддуву пришли электронные системы впрыска топлива, позволяющие более тонко настроить двигатель.
Бум на турбомоторы захлестнул Европу, а вот консервативные американцы, наученные горьким опытом своих экспериментов, смотрели на новинки с некоторой опаской, предпочитая крошечным турбомоторчикам многолитровых и прожорливых карбюраторных монстров. Но и этот оплот гигантизма начал сдавать, интерес к турбокомпрессорам проявила вся «Большая детройтская тройка». Так началась «вторая волна» увлечения наддувом в США.
Pontiac Firebird Turbo Trans Am (1980)
Первыми добиться у руководства разрешения на установку турбонаддува смогли инженеры все того же General Motors. К 80-м годам американские моторы, «задушенные» экологическими требованиями и топливными кризисами, при гигантском объеме имели весьма скромные показатели, поэтому их требовалось «взбодрить».
«Первой ласточкой» стал Pontiac Firebird Turbo Trans Am, который получил двигатель с турбонаддувом уже в 1980 году. Место прожорливого 6,6-литрового двигателя заняла более компактная «восьмерка» объемом уже 4,8 литра с четырёхкамерным карбюратором Rochester, к которой «прикрутили» турбонагнетатель Garrett T3, в результате чего ее мощность подскочила с 140 до 210 л.с. Кстати, несмотря на компактность, новый двигатель имел и больший крутящий момент, чем у своего предшественника: 465 Нм против 432 у 6,6. Давление наддува было искусственно ограничено на отметке 0,75 бара, что позволило двигателю работать на низкооктановом бензине без риска детонации.
Чтобы увеличить надежность мотора, степень сжатия была уменьшена до 7,5:1, а также появились новые поддон картера, поршни и распредвалы с измененными фазами подъема. При этом конструкция автомобиля уходила своими корнями еще в 70-е годы: несмотря на несущий кузов, Firebird оснащался неразрезным задним мостом, подвешенным на листовых полуэллиптических рессорах, который, впрочем, снабдили дисковыми тормозами. По желанию клиента можно было заказать пакет опций W56, который включал в себя усиленную подвеску с увеличенными в диаметре стабилизаторами поперечной устойчивости и более жесткими амортизаторами, а еще один пакет опций, Х87, позволял создать копию машины сопровождения гонок NASCAR. Помимо специальной окраски и виниловой графики машины оснащались кондиционером и аудиосистемой.
Buick Grand National/Buick GNX (1982-1987)
Но не только в Понтиаке задумались о применении турбомоторов. Инженеры из родственного по концерну Бьюика также решили применить турбину, чтобы «взбодрить» купе Regal. Представленная в 1982 году спортивная версия Regal Grand National, являлась, как говорилось в брошюре, «комфортной версией автомобиля, выигравшего чемпионат NASCAR Grand National». От «обычных» Регалов GN отличался особой двухцветной серо-серебристой окраской кузова и рядом аэродинамических элементов, например, спойлерами на переднем бампере и на крышке багажника. Фирмой было выпущено 215 автомобилей, большинство из которых было оснащено атмосферным нижневальным карбюраторным двигателем V6 объемом 4,1 литра и мощностью 125 л.с.
Разумеется, клиенты ожидали от машины наскаровских динамических показателей, но 12,5 секунд до 60 миль/ч были пределом для машины с неразрезным задним мостом и несущим кузовом. Поэтому ряд машин из числа последних партий были оснащены 3,8-литровым карбюраторным двигателем V6 с турбокомпрессором Garrett, «дующим» на 0,85 бара, который развивал 175 л.с. при 4 000 об/мин.
Опытная партия заинтересовала покупателей, и с 1984 года в гамме Buick появился настоящий спортивный автомобиль. Для начала все GN стали красить только в черный цвет, зачернены были и все хромированные детали. Прибавьте к этому угловатый кузов, и вы получите весьма устрашающий внешний вид. Под стать внешности обновили и агрегаты.
Мощность 3,8-литрового V6 была повышена до 204 л.с. благодаря системе электронного впрыска топлива и турбокомпрессору от того же Garrett с увеличенным до 1,1 бара давлением наддува. В сочетании с 4-ступенчатым «автоматом», усиленным задним мостом с главной парой 3.42 и самоблокирующимся дифференциалом этот силовой агрегат позволил Grand National на испытаниях журнала «Motor Trend» разогнаться до 60 миль/ч всего за 8,5 секунд.
В 1987 году устаревшее семейство Grand National, ставшее к тому времени культовым среди автолюбителей, было решено снять с производства, и нужна была эффектная жирная точка. Вообще рецепт постройки финальных версий незамысловат и давно применяется разнообразными автомобильными компаниями по всему миру. С эмблемой типа «Collector’s» или «Final Edition» на кузове можно продавать стандартную машину чуть дороже. Но конструкторам Buick такое решение показалось слишком скучным…
Поставить точку доверили особому автомобилю. При разработке особых автомобилей в 80-е годы концерн GM прибегал к сотрудничеству с именитыми английскими фирмами. Так, заряженная версия спортивного седана Opel Omega и Chevrolet Corvette ZR1 делались совместно с кудесниками из Лотуса. А уникальный Buick, получивший имя «GNX», создавали совместно с фирмами ASC, специализировавшейся на открытых версиях американских спорткупе и отвечавшей за внешний облик автомобиля, и McLaren, которая произвела доработку железа.
Внешне GNX практически невозможно отличить от «стокового» GN. Только наметанный глаз заметит дополнительные решетки для охлаждения на передних крыльях, более широкие шины и новые диски черного цвета. Как и их предок, все 547 выпущенных GNX были выкрашены только в черный цвет с полным отсутствием хрома на кузове. Под капотом изменений было больше. 3,8-литровая V-образная «шестерка» от Grand National получила новый, малоинерционный турбокомпрессор Garrett с керамической турбиной, который имел меньшую турбояму и лучший отклик на педаль газа, появились интеркулер увеличенной площади, новые усиленные поршни и шатуны, а программисты McLaren вдобавок написали новую прошивку для блока управления двигателем. Для уменьшения противодавления в выпускной системе от каждого выпускного коллектора поставили два прямоточных тракта. В результате всех ухищрений двигатель развивал 276 л.с. при 488 Нм крутящего момента. В пару к нему поставили 4-ступенчатый «автомат» THM200-4R, а задний мост снабдили самоблокирующимся дифференциалом.
С таким арсеналом Buick GNX разгоняется с места до 100 км/ч всего за 5,5 секунд, при этом максимальная скорость ограничена на 200 км/ч. Иссиня-черный GNX поставил достойную точку в истории семейства Regal, а впоследствии его «шестерка» использовалась на Firebird Turbo Trans Am, который был показан к 20-летнему юбилею модели в 1989 году. Кстати, вопреки расхожему мнению в начальных сценах художественного фильма "Форсаж 4" герой Вина Дизеля управляет не GNX, а «обычным» Buick Grand National.
Ford Mustang SVO (1984)
В середине 80-х Мустанг переживал сложные времена. Машина третьего поколения была построена на общефордовской платформе Fox, послужившей основой еще и среднеразмерному седану LTD, и сильно отличалась от ставшего культовым Мустанга первого поколения. Для развития положительного образа в глазах покупателей в компании Ford создали подразделение SVO (Special Vehicle Operations). Машины с таким шильдиком на корме должны были быть спортивными автомобилями для дорог общего пользования, в которых применялся бы богатый опыт участия в гоночных сериях и которые способны были бы «ответить» европейским спорткарам.
Mustang с индексом SVO появился в шоу-румах дилеров в 1984 году. Под капотом скрывался рядный 4-цилиндровый двигатель объемом 2,3 литра, который позаимствовали у компактной модели Ford Pinto. Благодаря электронному впрыску топлива, турбокомпрессору и интеркулеру его мощность достигала 175 л.с., а позднее, после модернизации блока управления и повышения давления наддува, и все двести. В паре с двигателем работала 5-ступенчатая механическая коробка передач Borg Warner, которую оснастили модифицированным механизмом переключения передач Hurst. C нуля до 60 миль/ч автомобиль разгонялся за 7,2 секунды, а максимальная скорость достигала 215 км/ч.
Помимо выдающихся динамических характеристик, конструкторы научили Mustang не бояться поворотов. Так, в заднем мосту появился самоблокирующийся дифференциал повышенного трения, а в подвеске нашли применение более жесткие пружины и амортизаторы от именитой фирмы Koni. Не забыли и о тормозной системе – спереди и сзади появились вентилируемые тормозные диски увеличенного размера.
Отличался турбо-Мустанг от своих сородичей и внешне. Помимо алюминиевых колесных дисков уникального дизайна, разработанных специально для этой модели, машина оснащалась проработанным аэродинамическим обвесом с новыми передним и задним бамперами, капотом с развитым воздухозаборником и задним спойлером. Кроме того, SVO получил несколько иную фронтальную оптику.
Всего за два года производства было выпущено менее 9 000 Мустангов, снабженных шильдиком «SVO». Среди недостатков «турбочетверки» журналисты «Motor Trend» отмечали плохую вибрационную сбалансированность мотора Пинто и большую турбояму, а также сложности в ремонте и цену, почти в полтора раза большую, чем у флагманского Mustang GT, оснащенного более простым и ремонтопригодным V8, который к тому же имел и больший крутящий момент. Таким же 2,3-литровым турбомотором в 80-е годы концерн «заряжал» не только соплатформенный Мустангу Mercury Capri Turbo RS, но более крупные Ford Thunderbird Turbo Coupe вместе с его близнецом Mercury Cougar XR-7.
Dodge Shelby Charger (1984)
Отдельная плеяда турбированных «убийц V8» была подготовлена и концерном Крайслер, который не пожелал оставить плоды трудов Форда и GM без конкурентов. В начале 80-х Крайслер выкупил французскую марку Talbot, несколько моделей которой потом продавались и на американском рынке. Успех больше всего способствовал компактному хэтчбеку Dodge Omni, известному в Европе как Talbot Horizon. На его базе самим Кэрроллом Шелби был построен «горячий» вариант, задуманный как ответ европейским хот-хэтчам на американском рынке.
2,2-литровый рядный 4-цилиндровый двигатель снабдили турбокомпрессором, и в результате Dodge Shelby Omni GLH-S «объехал» на гоночном треке «Road Atlanta» такого именитого конкурента, как Ferrari 328. С места «до сотни» хот-хэтч разгонялся всего за 6,7 секунды.
Вдохновленный успехом, Ли Якокка, в те годы бывший президентом корпорации Крайслер, попросил мэтра оказать содействие в создании еще нескольких «заряженных» автомобилей концерна. Шелби согласился. Объектом модернизации был выбран автомобиль, носивший громкое имя Dodge Charger. Ничего общего с легендарной моделью эпохи расцвета маслкаров этот хэтчбек не имел и был построен на переднеприводной платформе все того же Talbot.
В компании Shelby American выкупили ровно тысячу Чарджеров 1986 года выпуска для последующей модернизации. Перво-наперво под капотом поселился знакомый по хэтчбеку Shelby Omni турбомотор объемом 2,2 литра. Модифицированный турбокомпрессор Garrett Т3 имел керамические лопасти турбины для лучшей борьбы с перегревом, добавили новый интеркулер и более производительный бензонасос. В итоге двигатель развивал 175 л.с. и 237 Нм крутящего момента, а его работа в паре с 5-ступенчатой «механикой» Getrag позволила новому творению Шелби уверенно разгоняться до 60 миль/ч за 7,5 секунд, при этом максимальная скорость достигала 210 км/ч.
Помимо двигателя и коробки Шелби основательно «перетряхнул» ходовую часть: появились более жесткие пружины и амортизаторы Koni, новые тормозные диски увеличенного диаметра, а, чтобы снизить неподрессоренные массы, колесные диски и рычаги подвески были выполнены из алюминиевого сплава. Внешне автомобили Shelby отличались от «незаряженных» сородичей специальной двухцветной окраской и более развитым аэродинамическим обвесом кузова.
Dodge Daytona (1984)
Одним из самых знаковых спортивных автомобилей Dodge того времени стало купе Daytona. Появившись еще в 1984 году, Дайтона, в отличие от Чарджера, базировалась на платформе К, разработанной самой компанией Крайслер для компактных автомобилей. Например, именно на ней построены семейные седаны и универсалы Dodge Aries и Chrysler LeBaron.
Машину оснастили всё тем же 2,2-литровым 4-цилиндровым турбодвигателем, а к настройке «заряженной» Дайтоны снова приложил руку сам Кэрролл Шелби. По стилистике машина напоминала конкурентов в лице Ford Mustang и особенно Chevrolet Camaro, но в отличие от классических заднеприводных «пони-каров» Дайтона имела привод на передние колеса. Оснащенный турбонагнетателем Garrett T03, двигатель Daytona Shelby Z развивал несколько меньшую мощность, чем его собрат с «заряженного» Чарджера, – всего 145 л.с. Это обуславливалось проблемами с перегревом двигателя и стандартной 5-ступенчатой «механикой». Разместить в машине усиленный Getrag было достаточно сложно.
В 1987 году машину подвергли серьезной доработке. Появилась новая передняя часть с подъемными фарами, а сам кузов был переработан с точки зрения аэродинамики. Двигатель позаимствовали уже у Chаrger, в результате чего пришлось решать проблемы с охлаждением и поставить более прочную коробку передач. Собранная на основе корпуса стандартной, новая «механика» имела усиленные шестерни и валы, позволявшие ей справиться с возросшим моментом. В 1989 году Дайтона получила новый 2,5-литровый двигатель с турбонаддувом мощностью уже 190 л.с., что позволило легкой машине разгоняться до 207 км/ч, при этом разгон 0-60 миль/ч занимал менее 7 секунд.
С 1990 года Dodge Daytona оснащалась модернизированным вариантом 2,5-литрового рядного мотора, турбокомпрессор которого имел изменяемую геометрию турбины, что позволило уменьшить турбояму. Мощность этого агрегата достигала 224 л.с., а использовался он в паре с усиленной коробкой передач, что позволяло Dodge Daytona Turbo разгоняться до 100 км/ч меньше чем за 6,5 секунд, при этом максимальная скорость машины достигала 225 км/ч. Всего было выпущено чуть больше полутысячи «заряженных» Daytona Turbo, еще 400 экземпляров были собраны совместно с Shelby American.
…и снова закат
Уже в 90-е годы американские турбомоторы вновь сошли со сцены, уступив место большим атмосферным V8, которые при помощи впрыска топлива уже могли похвастаться неплохой форсировкой, а кроме того – вчистую выигрывали у турбированных двигателей по части надежности. Так что архаичность конструкции классических американских моторов обусловлена вовсе не отсталостью инженерной школы, а, скорее, напротив – накопленным опытом. Впрочем, время идет, системы турбонаддува развиваются, экологи напирают, да и требования к надежности машин стали заметно ниже. Поэтому наступает новая, уже третья по счету волна увлечения турбинами в Америке.
Для комментирования вам необходимо авторизоваться