Ferrari винайшла революційний мотор V12 з овальними поршнями

У вересні минулого року італійський виробник суперкарів подав до європейського патентного відомства (ЄРО) заявку на автомобільний мотор з овальними поршнями. У березні цього року організація видала відповідний патент на унікальний винахід Ferrari.

На ілюстраціях Ferrari, що супроводжують патент під номером 24197835.2, видно конфігурацію V12 з поршнями оригінальної форми, що нагадують за формою овал стадіону. На відміну від овальних поршнів в моторі мотоциклів Honda (про це нижче), які розташовувалися поздовжньо - їх довга сторона була паралельна колінчастому валу, і використовували два шатуни на поршень - Ferrari розташувала довгу сторону поршня перпендикулярно кривошипу. Це дозволяє зробити двигун компактнішим.

Крім того, Ferrari розробила складну конструкцію шатуна, який є спільним для поршнів на протилежних лавах. Існує багатоланкова система, яка розділяє шатун на дві частини - схожа з філософії з двигуном Nissan зі змінним ступенем стиснення.

Потенційні переваги цієї конструкції виходять за межі новизни. Розташувавши овальні циліндри ближче один до одного і вимагаючи меншого зміщення між рядами, Ferrari може значно скоротити загальну довжину двигуна V12, що дозволить створити компактнішу конструкцію без необхідності жертвувати площею поверхні поршня або робочим об'ємом. Як додаткова перевага Ferrari може збільшити площу поверхні клапана або завдяки більшим клапанам, або завдяки збільшенню кількості клапанів на циліндр.

Це може бути особливо корисним у середньомоторних спорткарах, де ключовим фактором є ефективність використання простору моторного відсіку. Це може бути важливо, якщо ви плануєте використовувати двигун V12 з гібридним MGU, вставленим між двигуном та трансмісією. Ця теорія може бути застосована як до дорожніх, так і до гоночних автомобілів. Все ті ж переваги можна застосувати й до передньомоторних машин, таких як 12Clinidri.

Трохи теорії

Якщо виміряти автомобільний поршень, то можна виявити, що його розміри та форма у різних частинах відрізняється. Зокрема, він нагадує трохи здавлену з боків склянку, причому дно поршня, звернене до камери згоряння, менше, ніж коло в нижній частині спідниці. Це зроблено для того, щоб при роботі, коли дно сильно нагрівається та розширюється, поршень не заклинило. А трохи сплющена форма з боків дозволяє протистояти навантаженням, що виникають з боку шатуна. Використання будь-якої іншої форми через нерівномірне нагрівання та розширення стінок циліндра може викликати деформацію поршня і призвести до виходу мотора з ладу.

Історія овальних поршнів

Наприкінці 70-х років інженери компанії Honda створили оригінальну конструкцію 4-циліндрового 4-тактного двигуна. Він мав поршні овальної форми, по два шатуни на кожен поршень та 8 клапанів на кожен циліндр. На гоночному мотоциклі NR500 категорії GP Кенго Кіяма виграв 500-кілометрову перегони на трасі Suzuka у 1981 році – це була перша, але далеко не єдина перемога революційного двигуна з овальними поршнями.

У 1992 році компанія представила спортбайк NR750 – перший у світі серійний мотоцикл з овальними поршнями. Складна конструкція V-подібного 4-циліндрового 4-тактного мотора включала вісім клапанів і дві свічки на кожен циліндр, електронне упорскування палива PGM-FI з вісьмома інжекторами. При об'ємі 750 см3 він розвивав потужність 125 к.с. при 14000 об/хв і міг розганяти мотоцикл до 257 км/год. У 1993 році NR750 встановив чотири світові рекорди швидкості FIM (Federation Internationale de Motocyclisme), і показавши середню швидкість 299,825 км/год.