Что делает двигатель нового Corvette ZR1 таким мощным и чистым?

Недавно компания General Motors раскрыла подробности о новом Chevrolet Corvette 2025 C8 ZR1. Самым интересным обновлением модели стал новый двигатель LT7 V8, способный выдать пиковую мощность в 1064 л. с. Люди, которые хорошо разбираются в моторах, сразу нарекли его не иначе как настоящее достижение техники, а все благодаря сочетанию, казалось бы, несочетаемого.


Мир знает много 1000-сильных двигателей внутреннего сгорания. Есть и немало моторов, которые запускались в производство после прохождения испытаний на выбросы, долговечность, NVH и стандарты безопасности. Куда меньше двигателей, которым удалось отвечать всем требованиям.


Конечно, есть Bugatti (3 млн долларов и 1200 л. с.), Aston Martin Valkyrie (1 000 л. с. за аналогичные деньги) и Ferrari SF90 (540000 долларов США и 986 л. с.), но все они не доступны простым смертным.

Да, двигатели вроде Hellephant выдают мощность более 1000 л. с., но у них нет шансов пройти проверку на выбросы, поэтому они никогда не будут предлагаться в дорожных автомобилях. То, что мы имеем в ZR1, это настоящее достижение. Давайте узнаем, как получилось это реализовать.

Как GM пришла к мощности в 1046 л. с.?

Двигатель LT6 в Chevrolet Corvette C8 Z06 развивает 670 л. с. в режиме естественного всасывания. Как можно догадаться по названию, LT7 – это следующая ступень развития этого мотора, у которой появился турбонаддув. В том числе за счет этого удалось поднять мощность, но не только поэтому.

Например, ходят слухи, что первые испытания нового двигателя без закрытых выпускных клапанов дали около 830 л. с. Подчеркиваем – с открытыми клапанными крышками. Это значит, что наддув в это время практически не создавал никакого давления, но мощность при этом увеличилась на 160 л. с.

Понимая, что инженерам GM каким-то образом удалось обойтись без стандартного давления в 1,4 кгс/см2, итоговое увеличение мощности до 1064 л. с. уже перестает сильно удивлять, не правда ли?

При нормальной температуре и барометрическом давлении мощность 1064 л. с. можно получить при потоке воздуха с напором 20 фунтов на квадратный дюйм (20 PSI) или упомянутые 1,4 кгс/см2.


Если автомобиль используется в сравнительно теплом климате или на большой высоте с меньшей плотностью воздуха на впуске, у турбокомпрессоров достаточно запаса прочности, чтобы крутиться сильнее и обеспечивать тот же массовый расход воздуха для создания нужных условий на впуске.

В конструкции нового ДВС также можно заметить уже знакомую по предыдущей версии схему с раздельными портами (PFI) и прямым впрыском (DI), которая используется на LT5. Эти системы, работа которых обязана современным ЭБУ от компании Bosch, дают легко поддерживать большую мощность, при этом сохраняют точное управление инжекторами в конструкции каждого цилиндра.

Почему компрессоры, а не нагнетатель?

Многие, кто проходил обучение в университете по технической специальности, еще могут помнить такой предмет, как термодинамика. Она рассказывает и о том, сколько энергии мы можем извлечь при определенном давлении и температуре. Для ДВС это крайне важный момент.

В выхлопных газах автомобиля много и тепла, и напора, причем большая их часть тратится впустую. Турбина на выхлопе позволяет задействовать эту энергию для привода компрессора. Да, она при этом добавляет противодавление и вносит насосные потери в двигатель, но в совокупности они не такие ярко выраженные, как в случае с использованием нагнетателя при полной нагрузке на мотор.

Когда речь заходит о трехзначных, и тем более четырехзначных числах в контексте мощности ДВС, переход от прямого нагнетания к менее дорогостоящему турбонаддуву выглядит оправданно.


В ранних моделях Chevrolet Corvette у GM просто не было возможности становить турбокомпрессор в моторном отсеке так, чтобы соблюсти все инженерные стандарты по обслуживанию, зазорам, по контролю нагрева и прочим моментам. Именно поэтому предпочтение отдавали более компактной системе нагнетателя, которая надолго закрепилась в передней части двигателя в моторном отсеке.

С перемещением ДВС в заднюю часть кузова, где места гораздо больше, установка горячих турбин становится возможной без нарушения упомянутых ранее стандартов. Создание наддува за счет энергии выхлопных газов помогает увеличить чистую мощность, как и увеличение диаметра колес в турбокомпрессоре. Например, с исходных 56-60 мм до 67 мм, создающих более плотный поток.

Почему крутящий момент всего 1122 Н*м?

Хотя это никак нельзя назвать маленьким крутящим моментом, у нового двигателя он равен 1122 Н*м, и это явно не предел относительно доступной мощности. Почему получилось именно столько?

Такой лимит обусловлен главным образом ограничениями со стороны комплектующих двигателя, особенно поршневой группы. Коронки и посадочные поверхности колец должны выдерживать заданное давление в цилиндре, обычно порядка 120 бар, если это типичный серийный турбомотор.

В пресс-релизе GM заявила о рабочем давлении в районе 110 бар, что в целом соответствует ожиданиям и оставляет некоторый запас прочности, не позволяя деталям ДВС быстро расходовать ресурс. Гоночные поршни испытывают более высокие нагрузки, но служат при этом сильно меньше.

Конечно, инженеры могли бы увеличить крутящий момент в среднем диапазоне, но 1122 Н*м дают повод беспокоиться о целостности валов, шестерней, комплектов колец, шестеренок и полуосей.


Кроме того, GM хочет избежать так называемого компрессорного всплеска. Он происходит, когда турбокомпрессоры пытаются создать слишком большой наддув на низких оборотах. Такое явление не лучшим образом отражается на ресурсе колес турбины. В то же время, до отметки в 2000 об/мин компрессор выдает 542 Н*м, и это довольно неплохо в контексте характеристик Chevrolet Corvette.

Как мотор пройдет проверку на выбросы?

Столь высокая мощность не имеет никакого значения в условиях производства, если двигатель (а с ним и автомобиль) не сможет пройти проверку на выбросы. Учитывая, что на пороге стоят новые требования стандарта LEV4, ZR1 должен вписаться в эту зону.

Это означает, что он должен, помимо прочих параметров, не превышать 0,070 грамма комбинированных выбросов NMOG и NOx в привычном городском цикле FTP75. Если простыми словами, это более чем строгие требования.

Чтобы добиться такой чистоты выхлопных газов, нужен принципиально чистый ДВС, способный поддерживать стехиометрический баланс воздуха и топлива, и катализатор, который успевает удалять остатки топлива до того, как они выйдут наружу.

Для того чтобы каталитический нейтрализатор работал таким образом, его нужно очень быстро разогреть выше +300 градусов Цельсия. Это даст минимизировать выбросы при холодном пуске. Обычно это достигается за счет создания большого объема выхлопных газов сразу после запуска мотора и моментального его перенаправления на активный элемент катализатора.

Интегральный выпускной коллектор и корпуса турбин стали первым шагом в этом направлении, так как они уменьшили количество металла, который контактирует с выхлопными газами и отбирает у него тепло. Освободившаяся тепловая энергия направляется на каталитический нейтрализатор.


После турбин GM снова использовал конструкцию с двойными стенками в трубе, нисходящей ко впуску катализатора. Более тонкая внутренняя трубка тоже поглощает меньше тепла во время критической фазы запуска, в то время как более толстая внешняя принимает на себя массу узла.

Выбор 67-миллиметровых колес компрессора тоже положительно сказался на уровне выбросов. Большинство рыночных турбодвигателей малого объема используют небольшие турбины для быстрого разгона и создания большого крутящего момента на низких оборотах.

Недостатком таких малых турбин является то, что они используют мощность выхлопных газов на очень низких оборотах ДВС, отбирая у них внутреннюю энергию и давление для вала компрессора. Из-за этого катализатор разогревается слишком поздно, сразу после пуска мотора выбросов много.

В завершении напоминаем, что Corvette ZR1 2025 ожидается в продаже в начале следующего года. Его объявленная цена составляет 150000 долларов США или 14,1 млн рублей по текущему курсу.