Началом производства являются «бревна», представляющие собой стальные цилиндрические заготовки, из которых впоследствии будут изготовлены коленчатые валы. Эти заготовки размещают в алюминиевой раме, фиксируют шатунами с помощью специальных приспособлений, после чего четыре турбокомпрессора трансформируют всю эту конструкцию в мощный двигатель V12. С целью выяснения деталей разработки первого российского бензинового 12-цилиндрового двигателя – из каких материалов он состоит и почему планируется его деление на двух- и трехцилиндровые агрегаты – я посетил НАМИ.
В холле Московского автомобильного и автомоторного института посетителей приветствует экспозиция уникальных отечественных двигателей: аксиальные пяти- и семицилиндровые моторы AR-5 и AR-7, траверсно-балансирный дизель ТБ-48. За столетие существования НАМИ исследованы практически все известные конструкции ДВС, однако легковых бензиновых двигателей V12, в отличие от авиационных или дизельных аналогов, среди них не наблюдалось. До настоящего момента такие двигатели не производились ни в СССР, ни в России.
— В Российской Федерации значительно больше опыта создания дизельных двигателей V12, — поясняет руководитель Центра «Энергоустановки» НАМИ Алексей Теренченко. — Кроме того, в советский период отсутствовала как необходимость, так и техническая возможность для разработки подобных бензиновых моторов, поскольку требовалась большая мощность для танков, а среди легковых автомобилей даже бронированные ЗИЛы использовали 315-сильные двигатели V8, которые выпускались аналогичным образом как на ГАЗе, так и на ЗИЛе.
В модернизированном литейном цехе НАМИ установлены новые литейные станки с использованием технологии «антигравитационного» литья, при которой расплавленный металл подается в форму снизу под небольшим давлением
Причина появления необходимости в двенадцатицилиндровом двигателе стала общеизвестным фактом: он предназначен для флагманского лимузина проекта Кортеж, и должен обладать наивысшей мощностью, передовыми технологиями и престижным статусом. Его технические характеристики впечатляют: объем двигателя составляет 6,6 литра, используется непосредственный впрыск топлива, реализована система изменения фаз газораспределения, установлено четыре турбокомпрессора с давлением наддува в 2,3 бара, максимальная отдаваемая мощность достигает 830 лошадиных сил (при рабочей частоте двигателя 5500 об/мин), а пиковый крутящий момент равен 1320 ньютон-метров в диапазоне оборотов от 2200 до 4500 об/мин.
Официальное название данной разработки – ЕМП (Единая модульная платформа). Помимо флагманского лимузина, который НАМИ классифицирует как «автомобиль высшего класса», в рамках этой программы предусмотрены бизнес-седаны, кроссоверы и минивэны. Поэтому изначально при проектировании Кортежа планировалось использование двигателей V8 и рядных четырехцилиндровых двигателей.
В начальной стадии разработки проекта Кортеж для лимузинов рассматривалась возможность применения дизельных двигателей RED A03 V12, созданных в Германии фирмой Владимира Райхлина, известного гоночного моториста и нашего соотечественника. Однако этот изначально авиационный двигатель с углом развала блока цилиндров 72º создавал сложности при компоновке моторного отсека. В результате от этой идеи отказались, и примерно два года назад специалисты НАМИ приступили к разработке практически с нуля.
В 2013 году был инициирован конкурс для выбора эскизных проектов двигателя V12. В его работе приняли участие такие организации, как FEV, AVL, Ricardo и Porsche Engineering. Однако в конечном итоге компании Porsche Engineering было поручено лишь проектирование мотора V8 – наиболее распространенного в модельном ряду. Разработка остальных двигателей была взята на себя непосредственно НАМИ.
В условиях опытного производства изготовление одного коленвала требует две недели рабочего времени.
Конструктор Игорь Анохин трудится в НАМИ с 1987 года, принимая участие в создании различных силовых агрегатов, включая аксиальные двигатели AR-5 и AR-7. В настоящее время он возглавляет разработку двигателя V12. Общий принцип работы – цилиндропоршневая группа, система газораспределения, форсунки и свечи зажигания – объединяют флагманский мотор с базовым «восьмицилиндровым». Данный подход будет применяться для всех двигателей проекта ЕМП.
В этом аспекте моторы НАМИ перекликаются с современными модульными силовыми установками, использующими унифицированную геометрию цилиндров. В то время как BMW, VW AG, Daimler, Volvo и Jaguar Land Rover ориентировались на цилиндр объемом 500 см³, в НАМИ был выбран несколько больший модуль: диаметр цилиндра составляет 88 мм, ход поршня – 90 мм, рабочий объем равен 547,4 см³ при степени сжатия 9,5:1. Общий рабочий объем двигателя составляет 6,6 литра для двенадцатицилиндрового варианта, 4,4 литра – для восьмицилиндрового и 2,2 литра – для четырехцилиндрового.
Двигатель, обозначенный как «восьмерка», имеет традиционную конструкцию с углом развала блока в 90 градусов и двумя турбокомпрессорами, расположенными по бокам. При этом это полностью алюминиевый двигатель, использующий тонкостенные чугунные гильзы, систему непосредственного впрыска топлива, технологию изменения фаз газораспределения и раздельное охлаждение каждого цилиндра. В настоящее время в Германии изготовлено 15 предсерийных экземпляров таких двигателей, а в России — еще пять, которые проходят испытания.
Турбокомпрессоры, произведенные компанией «Турботехника», расположенной в Подмосковье, представляют собой первую российскую разработку системы наддува для бензиновых двигателей.
Высокое среднее эффективное давление (25 бар), достигнутое в базовом двигателе, позволяет ему превосходить по удельной мощности, например, восьмилитровый двигатель Porsche 4.8, устанавливаемый на кроссовере Cayenne Turbo S: 136 лошадиных сил на литр против 119. Максимальная мощность агрегата сопоставима с характеристиками двигателей V12, применяемых в автомобилях BMW и Mercedes-Benz, достигая отметки в 600 лошадиных сил и 880 ньютон-метров крутящего момента.
