В современном мире Subaru стремится к стабильности, неуклонно совершенствуя свои технологии и автомобили на протяжении многих лет. Даже самые инновационные разработки приходят позже, чем у конкурентов. Но в 1990-е годы Subaru была воплощением дерзости и экспериментального духа. Позвольте представить вам практически забытый четырехцилиндровый двигатель Subaru с двойным турбонаддувом – уникальный экземпляр в истории автомобилестроения.
Насколько мне известно, это единственный в мире четырехцилиндровый двигатель, использующий двойной турбонаддув. Хотя некоторые автопроизводители используют дизельные четырехцилиндровые двигатели с двумя турбокомпрессорами, и двигатель BMW с “двойным турбонаддувом” на самом деле оснащен одним турбокомпрессором с двойной спиралью (а не двумя турбонаддувами), Subaru остается уникальным явлением в автомобильном мире.
Добро пожаловать в “Кроличью нору” – колонку, которую раз в две недели старший редактор Крис Перкинс посвящает самым загадочным и интересным автомобильным технологиям. Сегодня он рассказывает о своем увлечении двигателем Subaru с двойным турбонаддувом.
Subaru представив цю систему Twin-turbo boxer разом із другим поколінням Legacy у 1993 році, в епоху, коли послідовний турбонаддув був піком моди. Porsche відчинив двері цієї технології на 959, і незабаром інші японські автовиробники підхопили естафету. Період бурхливого економічного зростання в Японії призвів до різкого збільшення бюджетів на дослідження і розробки, що, в свою чергу, породило хвилю інновацій, таких як послідовний турбонаддув. Toyota першою серед японських автовиробників представила шестициліндровий двигун Supra Turbo 2JZ-GTE, за нею пішла Mazda з двороторним двигуном 13b-REW RX-7.
Ідея послідовного подвійного турбонаддуву
В основі концепції послідовного подвійного турбонаддува лежить проста ідея. Невеликий турбокомпресор забезпечує швидкий відгук на низьких оборотах, мінімізуючи затримку, але швидко втрачає ефективність при високих оборотах. Більший турбокомпресор вимагає часу на розкрутку, що призводить до затримки і більш високого порогу наддуву, але забезпечує кращу продуктивність на високих оборотах.
Система прагне поєднати найкраще з обох світів: менший турбокомпресор оптимізований для низьких обертів, а більший турбокомпресор – для високих. Перша турбіна працює на холостому ходу до 3500-4500 оборотів в хвилину, після чого частина відпрацьованих газів направляється на другу турбіну. Зрештою, обидві турбіни працюють на повну потужність, забезпечуючи високу продуктивність.
Subaru підійшла до реалізації цієї концепції трохи інакше. Як зазначено в брошурі Legacy 1993 року, Subaru використовував два турбонаддуви однакового розміру для досягнення тієї ж мети, що й інші послідовні турбонаддувні системи. Щоб прискорити розкрутку другого турбокомпресора, система управління двигуном закриває Випускний клапан першого турбокомпресора і направляє надлишкові вихлопні гази на другий турбокомпресор. У міру збільшення обертів двигуна система відкриває клапан перемикання на другий турбокомпресор, дозволяючи обом турбінам працювати одночасно.
### Різновиди та характеристики EJ20 з подвійним турбонаддувом
На Міжнародному форумі Subaru Legacy докладно описані різні варіанти EJ20 з подвійним турбонаддувом. Хоча розміри турбін дещо відрізнялися в різних версіях, другий турбокомпресор, за винятком одного пізнішого варіанту, не мав клапана скидання тиску. Оригінальний двигун boxer з подвійним турбонаддувом у другому поколінні Legacy GT видавав 246 кінських сил. З 1996 року Subaru пропонував двигун з двома ступенями Налаштування: 256 К. С. і 276 к. с.
Складність і надійність
Як і всі системи з послідовним турбонаддувом, Двигун Subaru з подвійним турбонаддувом був концептуально простий, але неймовірно складний у виконанні. Під капотом панувала заплутана мережа вакуумних ліній, сантехнічних з’єднань і соленоїдів, що забезпечують роботу системи. Все це керувалося комп’ютерами 1990-х років. Складність конструкції означала підвищену ймовірність поломок.
Subaru, ймовірно, хотів вирішити проблему відносно низького крутного моменту своїх чотирициліндрових двигунів з одним турбонаддувом, які широко використовувались у Impreza WRX, для більшої та важчої Legacy. Крім того, в Японії власники автомобілів оподатковуються залежно від обсягу двигуна, тому збільшення обсягу двигуна на 2,0 літра було вигідніше, ніж просто збільшення потужності.
Однак, згідно з оглядом Liberty (застарілого для австралійського ринку) B4 2001 року, опублікованим австралійським журналом AutoSpeed, при включенні другого турбонаддува спостерігалося помітне зниження крутного моменту. Він зафіксував падіння тиску наддуву до 4,4 фунта на квадратний дюйм при 4000-4500 оборотів в хвилину – значний показник. Багато ентузіастів називають цю територію “долиною смерті”. Ця версія двигуна вважалася найдосконалішою і надійною.
### Популярність та обмеження
Двигун Subaru з подвійним турбонаддувом користувався популярністю. У статті журналу “автомобіль і водій” за 2003 року зазначалося, що Legacy B4 був найпопулярнішим спортивним седаном в Японії. Однак у тій же статті зазначалося низьке значення крутного моменту. Тому, коли Subaru вирішив вивезти його до США в 2004 році, він був оснащений 2,5-літровим чотирициліндровим двигуном з одним турбонаддувом. Ця система в основному випускалася тільки в Японії, а потім в Австралії та Новій Зеландії.
Старіння та еволюція
Subaru припинила випуск чотирициліндрових двигунів з подвійним турбонаддувом з появою Legacy четвертого покоління в 2004 році. Замість цього компанія перейшла на турбонаддув EJ20 flat-four з одним турбонаддувом twin-scroll, який допоміг вирішити традиційні проблеми, пов’язані з турбонаддувом, без використання складної системи вакуумних і гідравлічних ліній.
Альтернативные решения и современность
Я задаюсь вопросом, почему Subaru не попробовала более традиционную установку с параллельным турбонаддувом, с одним турбонаддувом на каждую сторону. В то время действительно существовала своего рода “лихорадка” с последовательным турбонаддувом, но такая компоновка лучше подходит для рядного двигателя, такого как 2JZ, или роторного, такого как 13B. После 959-го Porsche отказалась от последовательного турбонаддува, перейдя на параллельный турбонаддув с 993-м Turbo.
Сегодня никто не пытался создать другой газовый четырехцилиндровый двигатель с двойным турбонаддувом, и я сильно сомневаюсь, что это произойдет в будущем. Современный WRX демонстрирует, как далеко продвинулись технологии турбонаддува в обеспечении отклика — его максимальный крутящий момент составляет 258 фунт-фут, доступный в широком диапазоне от 2000 до 5200 оборотов в минуту.
Тем не менее, установка Subaru с последовательным двойным турбонаддувом была уникальным и захватывающим решением, которое отражает эпоху, когда японские автопроизводители внедряли самые разнообразные инновации, не особенно заботясь о стоимости. Что может быть лучше? Рациональное решение или забавное?
Очевидно, что забавное! Если вы не тот, кто пытается заставить это работать.
