В сентябре прошлого года итальянский производитель суперкаров подал в европейское патентное ведомство (ЕРО) заявку на автомобильный мотор с овальными поршнями. В марте нынешнего года организация выдала соответствующий патент на уникальное изобретение Ferrari.
На иллюстрациях Ferrari, которые сопровождают патент под номером 24197835.2, видно конфигурацию V12 с поршнями оригинальной формы, которые напоминают по форме овал стадиона. В отличие от овальных поршней в моторе мотоциклов Honda (об этом ниже), которые располагались продольно — их длинная сторона была параллельна коленчатому валу, и использовали два шатуна на поршень — Ferrari расположила длинную сторону поршня перпендикулярно кривошипу. Это позволяет сделать двигатель более компактным.
Кроме того, Ferrari разработала сложную конструкцию шатуна, который является общим для поршней на противоположных рядах. Существует многозвенная система, которая разделяет шатун на две части — схожая по философии с двигателем Nissan с переменной степенью сжатия.
Потенциальные преимущества этой конструкции выходят за рамки новизны. Расположив овальные цилиндры ближе друг к другу и требуя меньшего смещения между рядами, Ferrari может значительно сократить общую длину двигателя V12, что позволит создать более компактную конструкцию без необходимости жертвовать площадью поверхности поршня или рабочим объемом. В качестве дополнительного преимущества Ferrari может увеличить площадь поверхности клапана либо за счет более крупных клапанов, либо за счет увеличения количества клапанов на цилиндр.
Это может быть особенно полезно в среднемоторных спорткарах, где ключевым фактором является эффективность использования пространства моторного отсека. Это может быть важно, если вы планируете использовать двигатель V12 с гибридным MGU, вставленным между двигателем и трансмиссией. Эта теория применима как к дорожным, так и к гоночным автомобилям. Все те же преимущества применимы и к переднемоторным машинам, таким как 12Clinidri.
Немного теории
Если измерить автомобильный поршень, то можно обнаружить, что его размеры и форма в разных частях отличается. В частности, он напоминает слегка сдавленный с боков стакан, причем дно поршня, обращенное к камере сгорания, меньше, чем окружность в нижней части юбки. Это сделано для того, чтобы при работе, когда дно сильно нагревается и расширяется, поршень не заклинило. А слегка сплющенная форма по бокам позволяет противостоять нагрузкам, возникающим со стороны шатуна. Использование любой другой формы из-за неравномерного нагрева и расширения стенок цилиндра может вызвать деформацию поршня и привести к выходу мотора из строя.
История овальных поршней
В конце 70-х годов инженеры компании Honda создали оригинальную конструкцию 4-цилииндрового 4-тактного двигателя. Он имел поршни овальной формы, по два шатуна на каждый поршень и 8 клапанов на каждый цилиндр. На гоночном мотоцикле NR500 категории GP Кенго Кияма выиграл 500-километровую гонку на трассе Suzuka в 1981 году – это была первая, но далеко не единственная победа революционного двигателя с овальными поршнями.
В 1992 году компания представила спортбайк NR750 – первый в мире серийный мотоцикл с овальными поршнями. Сложная конструкция V-образного 4-цилиндрового 4-тактного мотора включала восемь клапанов и две свечи на каждый цилиндр, электронный впрыск топлива PGM-FI с восемью инжекторами. При объеме 750 см3 он развивал мощность 125 л.с. при 14000 об/мин и мог разгонять мотоцикл до 257 км/ч. В 1993 году NR750 установил четыре мировых рекорда скорости FIM (Federation Internationale de Motocyclisme), и показав среднюю скорость 299,825 км/ч.