Ранжирование двигателей – объективная оценка
Какой атмосферный двигатель является лучшим в мире? Некоторые эксперты и любители укажут на электростанцию V12s в Ferrari, Lamborghini и Aston Martin или на экзотику V10s в Carrera GT и МАФ. Другие номинируют на звание лучших агрегатов таких американских монстров, как LS3 или 392 Hemi. А как насчет любимцев тюнера таких, как 2JZ, F20C или Renesis? Если бы только существовал алгоритм объективного сравнения двигателей без сомнений, эмоций и предвзятой точки зрения…
Многим знакома концепция соотношения лошадиных сил к литру топлива — это лошадиные силы двигателя, деленные на километры в литрах. Но этот расчет не совсем точен и объективен, так как увеличение оборотов двигателей увеличивает объем воздуха, который мотор может всасывать, и количество сжигаемого топлива.
Эта концепция имеет собственную формулу для расчета. По ней мощность двигателя делится на его рабочий объем в см3, а затем делится на количество оборотов в минуту при максимальной мощности. Тут следует обратить внимание, что пиковая мощность RPM является предельной скоростью двигателя, тогда как Redline является только рекомендацией, которую устанавливает производитель, чтобы предотвратить разрушение узлов и систем силового агрегата.
Результат умножается на константу, равную 2314000. Это число рассчитывается из совершенной эффективности двигателя, предполагая, что соотношение топлива и воздуха 14,3:1. Роторные и двухтактные моторы имеют свой алгоритм расчета. Полученный результат делится на 2, чтобы отразить тот факт, что они принимают воздух за один оборот ротора или цилиндра, а не один объем за 2 оборота, как поршневые 4-тактные двигатели.
Рейтинг мощности
В топе автомобильных двигателей находятся агрегаты F1. Первую строчку занимает V10 от F2004, вторую, – V8, которым оснащалась модель 2006 года. Оба эти мотора способны выдавать почти 20 000 оборотов в минуту. Следует отметить, что автомобили F1 заправляются топливом, немного отличающимся от обычного бензина, но его энергетическая плотность и стехиометрическое соотношение достаточно похожи на бензин. Это позволяет производить относительно объективное сравнение.
Далее идет Pagani Zonda R – не совсем обычный автомобиль с AMG V12, поэтому он не является серийным и его не увидеть на дорогах. За ними следуют модели, оснащенные Ariel Atom 500 и Caparo T1. Оба этих мотора дают более чем 10000 оборотов в минуту и являются абсолютными дорожными монстрами. Далее расположились еще несколько гоночных автомобилей, в том числе с двигателем GP2. Можно было бы включить в перечень сравнения Honda F1 Алонсо, но формула не работает для турбированных автомобилей и некоторых Superbikes.
Huracan Performante является первым автомобилем, который может похвастаться мощью благодаря дополнительным 30Нм. Гоночные автомобили F1, включая Mazda с 4-роторным агрегатом 787B и двигателем Cosworth DFV, поражали фанатов автоспорта в конце 60-х, 70-х и начале 80-х. Эти старенькие, неплохие агрегаты отлично подходят для сравнения, так как в те годы требования к топливу, используемому «Формулой-1», были не настолько жесткими.
Затем идет первый неизвестный автомобиль – Toyobaru. О нем практически нет информации, но его двигатель выдает внушительную мощь, учитывая его RPM. Кто бы мог подумать, что Toyota GT86 обладает лучшим двигателем, чем Ferrari FXX K.
TVR Sagaris показывает неплохой результат, учитывая, что он был сделан относительно небольшой, финансово нестабильной компанией. Кроме того, следует обратить внимание на то, что сверхбыстрый 812 бьет LaFerrari несмотря на все дополнительные технические плюшки, которые есть у итальянца.
Рейтинг разочарований
Существуют и неожиданные сюрпризы, которые являются больше разочарованием, чем гордостью для производителей:
F50 Ferrari действительно удивительно плох, учитывая его происхождение от F1 V12, он превосходит по некоторым показателям V10, несмотря на 10-летнюю разницу в возрасте. BMW E60 M5 происходит от агрегата F1, и это тоже разочаровывает;
оценка большого двигателя muscly V8 AMG 6.2 — хорошо, но он все равно лучше силовых агрегатов Audi 4.2 V8 и Форд V8s;
E30 M3 опережает по показателям E46 M3, что стало удивительным разочарованием;
Шелби GT350R только немного лучше гораздо более дешевого «самолета» Mustang GT;
МАФ и Carrera GT не могут претендовать на топовые строчки рейтинга, несмотря на то, что они более экзотические, чем Performante;
древние 250GTO и F512 M действительно очень хороши, учитывая их возраст. Это минус современным моделям моторов;
японские V6s получили низкие места. Это плохой показатель, учитывая, что они — представители современных двигателей.
Это перечень наиболее неожиданных разочарований, которые стали известны после проведения расчетов.
Экскурс в историю
Неожиданно неплохие оценки получили ретромобили. Например, обладателем коэффициента 6,50 стал один из первых автомобилей – Motorwagen. Хоть он и расположился в конце рейтинга, его результата достоин похвалы. Также удивил мотор «Жука» времен правления нацистов и BMW V12 – самолетный агрегат, который устанавливался на автомобиль. При этом мотор от баварского концерна может сохранять соответствующие показатели только в течение 1 минуты. Это крутящий момент 500 Нм и 1500 оборотов в минуту.
Prius – интересный случай, потому что это цикличный двигатель от Аткинсона. Он потребляет меньший объем воздуха, чем стандартные 1,8-литровые моторы. Такой результат достигается путем изменения фаз газораспределения. Также есть XK120, который отличался недостаточной надежностью. В то же время это был автомобиль, который мог развивать скорость около 170 км/ч в начале 1950-х годов. Вероятно, на звание культовых претендуют Phantom и A8 W12, которые являются более роскошными, чем производительными.
RX-8 очень плох, но это потому, что роторные двигатели ужасно неэффективны. Они являются большими, тут вес и размер идут в плюс, но не тогда, когда нужно сэкономить топливо. Они могут генерировать колоссальную мощь, но их в основном делают для гоночных автомобилей, они не пригодны для дороги.
BMW V8s показывают на удивление плохой результат, учитывая, насколько дорогие эти двигатели. То же самое относится и к 2JZ.
Тем не менее, одним из самых больших разочарований стал 1950 Ferrari F1 V12. Он на 7% хуже, чем 250GTO, который является дорожным и только на 10 лет или около того моложе итальянского монстра.
Этот рейтинг составлен для атмосферных, поршневых, роторных двигателей, пиковую мощность которых можно рассчитать по приведенной в начале формуле. Для некоторых модификаций расчет сделать сложно или невозможно.
Формула может быть распространена на моторы, оборудованные системой принудительной индукции (турбонаддув), но это потребовало бы данных о давлении наддува двигателя при максимальной мощности (они могут отличаться от максимального давления наддува). Пока такие данные отсутствуют для многих силовых агрегатов.
Автор: Сергей Василенков
