Новый двигатель Twin Turbo под капотом 2016 Cadillac ATS-V

5 декабря 2014 года
Новый двигатель Twin Turbo под капотом 2016
Cadillac ATS-V
Первый двигатель с двойным турбонаддувом для Cadillac V-Series
наделяет автомобили бренда изысканной динамикой
Лос-Анджелес – Первым автомобилем Cadillac V-series с двигателем
Twin Turbo стал новый Cadillac ATS-V 2016 модельного года. Своими
уникальными качествами двигатель расширяет динамические
возможности автомобиля и обеспечивает его потенциал на гоночном
треке.
Двигатель V6 Twin Turbo с рабочим объемом 3,6 литра развивает
максимальную мощность около 455 л.с. и 603 Нм крутящего момента. В
стандартной комплектации он агрегатируется с 6-ступенчатой
механической коробкой передач с системой поддержания оптимальных
для переключения оборотов, возможностью менять передачи без сброса
газа и функцией launch control, обеспечивающей максимально
эффективный старт с места. Для автомобиля доступна также
восьмиступенчатая автоматическая коробка передач с возможностью
ручного переключения посредством подрулевых «лепестков».
С восьмиступенчатым автоматом ATS-V разгоняется с места до 96 км/ч
всего за 3,9 с и достигает максимальной скорости более 299 км/ч.
«Двигатель Cadillac Twin Turbo открывает новое измерение в
технологическом совершенстве динамических характеристик
автомобилей V-Series», - отметил Ричард Бартлетт (Richard Bartlett),
заместитель главного инженера. «Будучи очень мощным и одновременно
совершенным, на уровне мировых стандартов, он знаменует собой
очередной значительный шаг в расширении присутствия Cadillac в luxuryсегменте компактных автомобилей».
Уникальными для двигателя Twin Turbo, применяемого в АТS-V, являются
турбокомпрессоры с малоинерционными турбинами из алюминида титана
и эффективным малообъемным интеркулером, которые обеспечивают
оптимальное давление наддува и мгновенную реакцию двигателя, а
также титановые шатуны. Около 90% крутящего момента двигателя Twin
Turbo доступно в диапазоне от 2400 до 6000 об/мин, очень широкая
«полка» крутящего момента делает мотор приемистым и дает
возможность получить уверенную тягу на любых оборотах.
Высокопроизводительная система смазки предназначена для
поддержания оптимального давления масла и нормальной вентиляции
картера во время поворотов с высокими боковыми перегрузками, что
характерно для езды по гоночному треку. Турбокомпрессоры также
оптимизированы для трековых заездов – они настроены таким образом,
чтобы быть максимально эффективными в тех режимах работы, когда
двигатель развивает пиковую мощность. Это означает потребность в
промежуточном охлаждении наддувочного воздуха для обеспечения
высокой мощности мотора при движении в гоночном режиме.
«Возможности автомобиля на треке – одна из главных целей,
преследуемых при создании мотора Cadillac Twin Turbo для ATS-V», пояснил Бартлетт. «Это расширяет пределы досягаемого для модельной
линейки ATS, в то время, как традиции внедрения ключевых технологий
Cadillac понимаются как возможность вдохновлять чувства».
Малоинерционные турбокомпрессоры и перепускные клапаны с
вакуумным приводом
В обоих турбокомпрессорах применяются облегченные турбины из
алюминида титана для улучшения отзывчивости мотора и точного
дозирования крутящего момента. Той же цели служит и перепускной
клапан с вакуумным приводом. Фактически, турбины из алюминида
титана позволяют снизить инерционную нагрузку на 51% по сравнению с
обычными турбинами, изготовленными из сплава инконель. Это означает,
что для их раскручивания требуется меньше энергии выхлопных газов, и
инерционные нагрузки в выпускном тракте понижаются.
С практической точки зрения это означает, что несмотря на относительно
небольшие габариты турбокомпрессоров и их облегченных турбинных
колес, они практически мгновенно включаются в работу, что позволяет
сделать ощущение «турбоямы» мимолетным и почувствовать практически
мгновенное нарастание мощности. Максимальное давление наддува,
развиваемое турбокомпрессорами, составляет 125 кПа.
Поступление сжатого двумя турбонагнетателями и охлажденного в
интеркулере воздуха в цилиндры регулируется одной дроссельной
заслонкой в верхней части двигателя. Эта эффективная конструкция
также способствует ускорению отклика двигателя на нажатие педали
газа, к тому же она более проста, чем пара дроссельных заслонок.
Специальные перепускные клапаны с вакуумным приводом – по одному
на каждый турбокомпрессор – применены для улучшения управления
наддувом двигателя и последующим нарастанием крутящего момента, и,
в конечном итоге обеспечивают ощущение плавности работы мотора. Они
действуют отдельно, для каждого ряда цилиндров, чтобы сбалансировать
отдачу компрессоров и получить более равномерное давление наддува.
Перепускные клапаны работают согласованно с клапанами рециркуляции
с вакуумным приводом – с тем, чтобы исключить эффект «воздушной
волны» от турбин, который может привести к развороту потока в момент
после закрытия дроссельной заслонки. Общая интеграция системы
способствует наиболее плавному и точному управлению отдачей
двигателя.
Патентованный низкообъемный интеркулер
Запатентованная жидкостная система охлаждения наддувочного воздуха
также способствует большей отзывчивости мотора, поскольку от
компрессора до интеркулера воздух преодолевает очень короткий путь.
Благодаря данной конструктивной особенности запаздывания реакции
турбокомпрессоров практически не наблюдается. Объем воздушного
потока снижен на 60% по сравнению с интеркулером обычной
конструкции, с дистанционно расположенным теплообменником.
«Путь от турбин до дроссельной заслонки очень короток», – говорит
Бартлетт. «Компрессоры забирают воздух через всасывающий патрубок и
нагнетают его через интеркулер практически мгновенно, что позволяет
ощущать огромный потенциал мощности и реализовывать его по первому
требованию».
Теплообменники снижают температуру воздуха, подаваемого в цилиндры
двигателя, более чем на 74°C, что позволяет уплотнить его при
нагнетании в камеры сгорания, тем самым повышая мощность. Кроме
того, система промежуточного охлаждения воздуха достигает 80процентной эффективности уже при давлении около 1 атм (7 кПа), что
способствует скорейшему получению необходимого крутящего момента.
Сильный фундамент
В основе нового двигателя Cadillac Twin Turbo лежит та же архитектура,
что и у существующего наддувного 3,6-литрового V6. Соответственно, он
располагает и всеми преимуществами примененных в этом моторе
технологий – включая два верхних распределительных вала,
регулируемые фазы газораспределения и непосредственный впрыск
топлива.
Также он имеет свои уникальные особенности, укрепляющие базовый
«фундамент» – с тем, чтобы выдержать большее давление в цилиндрах,
неизбежно возникающее при внедрении турбонаддува:
 Отливки блока и головок цилиндров выполнены в индивидуальном
для Cadillac Twin Turbo варианте;






Легкие, малоинерционные титановые шатуны уникальны для
двигателя АТS-V. Они способствуют более быстрому
раскручиванию коленчатого вала двигателя, наряду со
«скорострельными» турбокомпрессорами, а также позволяют
снизить нагрузки на шатунные шейки и коренные подшипники;
Механически обработанные алюминиевые поршни бочкообразной
формы со стальным кольцедержателем в верхней части для
увеличения прочности;
Масляный поддон оптимизирован для езды по треку;
Степень сжатия 10,2:1;
Система непосредственного впрыска топлива оптимизирована для
повышения эффективности сгорания и снижения уровня выбросов
Доработанные впускной и выпускной тракты, алюминиевые
клапанные крышки и другие технические особенности,
способствующие тихой и плавной работе.
Отливка блока цилиндров снабжена каналами для жидкости,
охлаждающей турбокомпрессор, и масла, равно как и каналами для
вентиляции картера. Для крышек коренных подшипников применен
высокопрочный чугун с включениями графита сферической формы – с
тем, чтобы справиться с возросшим давлением в цилиндрах, вызванным
применением наддува. Для соблюдения температурного режима были
также переориентированы масляные каналы в поршнях.
Специально разработанные головки блока и конструкция впускного
тракта, способствующая образованию завихрений, позволяет усилить
движение воздушного потока для более эффективного сгорания в момент,
когда воздух перемешивается с впрыснутым топливом и воспламеняется.
Форма поршня с центральной выемкой, в которую направляется топливо
из форсунки, является важным элементом конструкции – в двигателях с
непосредственным впрыском головка поршня является неотъемлемой
частью камеры сгорания.
«Головки блока, оптимизированные для образования завихрений,
разработаны с применением передовых программ моделирования,
которые помогли нам создать оптимальную конструкцию за меньшее
время и с меньшими ошибками», сказал Бартлетт. «Для оптимизации
формы впускного канала, угла и схемы распыления топлива из форсунки,
формы поршня, создавались сотни моделей. Это позволило рассчитать
камеру сгорания, отвечающую требованиям по мощности и высокой
эффективности».
Впускные клапаны диаметром 38,3 мм и 30,6-мм выпускные клапаны с
натриевым наполнением позволяют двигателю распоряжаться
впечатляющими объемами воздуха. В некоторых обстоятельствах
бесступенчатая система изменения фаз газораспределения создает
условия для перекрытия клапанов – ситуации, когда впускные и
выпускные клапаны одновременно открыты – что способствует очистке
камеры сгорания и помогает турбокомпрессорам вращаться быстрее для
ускорения срабатывания наддува.
Материал, используемый для седел выпускных клапанов, обладает
высочайшей термостойкостью, прокладки между головками и блоком –
многослойные стальные, они способны выдерживать высокое давление в
двигателе с турбонаддувом.
Головки также оснащены интегрированными выпускными коллекторами с
верхней и нижней рубашкой охлаждения, которые обеспечивают
оптимальный отвод тепла и равномерное распределение температуры.
Шестиступенчатая механическая коробка передач с системой
Active Rev Match
Механическая шестиступенчатая коробка передач Tremec TR6060 –
проверенный агрегат, который используется также в наддувных Cadillac
CTS-V. Доработанная для ATS-V трансмиссия располагает некоторыми
технологиями, помогающими водителю сократить время прохождения
круга на треке:
 Active Rev Match – «предвидит» переход на следующую передачу
и поднимает обороты двигателя для плавного переключения;
 No-lift shifting – элемент системы Performance Traction
Management, позволяет переключать передачи, не снимая ноги с
педали газа, сохраняя максимальное давление наддува и отдачу
двигателя;
 Launch control – также часть системы Performance Traction
Management, позволяет осуществить максимально эффективный
разгон по прямой.
В ATS-V c механической трансмиссией TR6060 применяется двухмассовый
маховик и двухдисковое сцепление – для того, чтобы обеспечивать
комфортное переключение и высокую чувствительность привода.
Автоматическая восьмиступенчатая коробка передач
Для Cadillac ATS-V доступен новый восьмиступенчатый автомат HydraMatic 8L90, разработанный и изготовленный концерном General Motors.
Коробка передач обеспечивает скорость переключения на уровне лучших
мировых образцов трансмиссий с двойным сцеплением.
Для активного вождения коробка передач располагает возможностью
ручного управления посредством подрулевых лепестков. Новый блок
управления коробкой и уникальные алгоритмы позволяют обеспечить
высокую скорость переключения, что ставит данную коробку передач в
один ряд с агрегатами с двойным сцеплением или роботизированными
трансмиссиями, которые применяются во многих суперкарах. В то же
время автомат Hydra-Matic 8L90 обладает той плавностью и
изысканностью работы, которая характерна для традиционных автоматов
с гидротрансформатором.
Блок управления АКП анализирует обстановку и выполняет команды 160
раз в секунду. Переключения «вверх» при открытой дроссельной
заслонке у данного автомата происходят примерно на 0,08 с быстрее, чем
у коробки с двойным сцеплением, устанавливающейся на Porsche 911.
Меньшие «промежутки» между передачами, в сравнении с
шестиступенчатой механической коробкой передач, позволяют держать
двигатель в оптимальном диапазоне оборотов. Это позволяет наиболее
эффективно использовать лошадиные силы и крутящий момент
турбированного ATS-V с автоматом как на гоночном треке, так и вне его.
Дополнительные функции включают в себя спортивный режим
переключения передач и Launch control (посредством системы
Performance Traction Management).
О Cadillac
Cadillac — ведущий люксовый автомобильный бренд с 1902 года. В последние
годы за счет уникальных инженерных разработок и передовых технологий
началось активное обновление марки. Более подробную информацию о Cadillac
можно найти на медиасайте Cadillac по адресу media.cadillac.com.
Контакт:
Наталья Крамаренко/Natalia Kramarenko
Менеджер по связям с общественностью, Cadillac
Телефон: +7 (495) 651-80-00
natalia.kramarenko@gm.com