"Mercury" стала единственной фирмой-производителем, которая приняла приглашение устроителей гонки соревноваться в новой "экспериментальной" категории судов "с двигателями, имеющими пониженный выброс вредных веществ".
Результат этого шага превзошел все ожидания руководства компании и немало удивил обозревателей и специалистов. Сенсацией было совсем не то. что фирменная команда "Mercury" уверенно заняла весь пьедестал почета, завоевав в этом 24-часовом марафоне со сменой водителей первые три места (кстати сказать, в Руане она это делает регулярно уже шесть лет подряд!). Новостью "номер один" стал именно дебют двух новых моторов. Как признались потом представители "Mercury" перед стартом они оценивали их шансы более чем скромно. Один из них сказал тогда: "Будем рады, если обе лодки с "OptiMax" дотянут до финиша". Однако новые моторы не только выдержали суровый 24-часовой экзамен марафоном. неслучайно официально называемым "гонкой на надежность", но и позволили фирменным гонщиками, выступавшим на этих двух лодках, занять 4-е и 5-е места при 48 принявших старт!
Новые моторы сразу же стали известны под названием "зеленых" за существенно сниженный уровень выбросов в атмосферу. И действительно, они уже соответствуют ужесточенным национальным нормативам США по удельным выбросам о воздух (Правила ЕРА), которые вступают в действие только в будущем году. По словам Тома Милке — директора по маркетингу одного из подразделений "Mercury Marine", новый мотор основан на принципе прямого впрыска топлива, разработанном австралийской фирмой "Orbital Engine Corporation". ’Mercury" образовала с этой фирмой совместное предприятие по проектированию. производству и продаже топливныхсистем для двухтактных двигателей с пониженным выбросом углеводородов.
Мотор "OptiMax 200" типа V6 с объемом цилиндров 3 л и мощностью 200 л.с. (149 кВт) является развитием модели "200 DFI", появившейся в середине прошлого года и впервые представленной на осенней выставке IMTEC в Чикаго. Тот мотор был выпущен "Mercury" в качестве эксперимента, чтобы всесторонне испытать систему впрыска фирмы Orbital, но тут же и разошелся только в США "тиражом" в 1000 штук.
Нынешний "OptiMax 200" — уже не опытный мотор, а установочный образец серийной продукции. Отметим при этом, что мотор спроектирован для массового потребителя, а не для гонок. Даже дейдвуд у него не укорочен как на гоночных моделях (из-за чего на каждой из многочисленных поворотов вокруг буев обе лодки теряли драгоценные секунды). Участие в Руанском марафоне стало частью испытательной программы с целью проверки надежности новинки.
Схема нового двигателя претерпела коренные изменения, коснувшиеся не только системы впрыска. Внесены изменения в конструкцию головки цилиндра: синхронизация работы узлов и подача топлива и масла контролируются электроникой. Однако именно система "Orbital" сделала "OptiMax" радикально отличающимся от предшествующих двухтактных "подвесников".
Что же представляет собой система прямого впрыска топлива (DFI — ПВТ)1, на разработку которой у "Orbital" ушло в общей сложности десять лет?
Топливо-воздушная смесь под высоким давлением (топливо — 6.3 кг/см2, смесь с воздухом — 5.62 кг/см2) подается прямо в каждый из шести цилиндров мотора и воспламеняется свечами только после того, как выпускное окно цилиндра будет закрыто. Благодаря этому существенно снижаются выбросы углеводородов и окиси углерода, уменьшается потребление топлива и масла.
Давленио. под которым подается топливо-воздушная смесь, существенно выше, чем в разработанной ранее системе электронного впрыска топлива (EFI — ЭВТ) компании "Mercury". Там смесь впрыскивалась в картер и попадала в камеру сгорания, пока выпускное окно цилиндра еще было открыто, поэтому часть несгоревшей смеси уходила в атмосферу вместе с выхлопными газами от предыдущего хода поршня. Эта бескарбюраторная система была создана для гоночных подвесных моторов. затем перенесена на потребительские моторы высокой мощности 150-300 л.с. (112-224 кВт), и "Mercury" не намерена от нее отказываться.
Для "OptiMax" система "Orbital" была несколько модифицирована путем добавления в схему компрессора на 116.2 см3, способного работать при частоте вращения 6000 об/мин.
Поскольку цикл работы системы составляет миллисекунды, первостепенную важность приобретает точная синхронизация с ходом поршня всех этапов цикла главным образом впрыска и воспламенения топлива, формирования идентичной его струи на каждом цикле. Эту задачу выполняет электронный модуль управления (ЕСМ — ЭМУ), который получает сигналы от датчиков положения дросселя, давления воздуха, температуры воздуха и мотора, положения маховика. На основе этой информации ЭМУ определяет моменты открытия и закрытия топливных инжекторов по одному на каждый цилиндр) и включает цепь зажигания с повышенным напряжением и измененной конструкцией свечей. ЭМУ распознает и компенсирует малейшие изменения в нагрузке, характере волнения (вплоть до крупной зыби) или погодных условиях, мгновенно приводя подачу топлива к оптимальной, обеспечивает практически мгновенный запуск двигателя и быструю реакцию на управляющее воздействие водителя, позволяет в кратчайшее время разгонять лодку до максимальной скорости.
Новая технология прямого впрыска, как утверждают представители "Mercury", обеспечивает экономию топлива в среднем на 40% (фактическая цифра варьируется от 10% на полном газу до 80% на холостом ходу), по сравнению с 3-литровой моделью EFI. В отличие от обычных двухтактных моторов "OptiMax" не требует добавки масла непосредственно в топливо. Лишь минимальное количество масла попадает в камеру сгорания. Соотношение бензин/масло колеблется в пределах от 60:1 на полном газу до 400:1 на холостом ходу, что дает общую экономию масла примерно на 50%. Применена многоточечная система смазки, управляемая полностью электрическим масляным насосом.
Во время гонки в Руане болельщики безошибочно узнавали оба катамарана (с обводами фирмы Мура), оснащенные новыми "зелеными" моторами: их отличало то. что лодки не оставляли за собой дымового шлейфа, а рева их двигателей практически не было слышно.
А главным итогом было то. что за 24 часа марафона 200-сильные "OptiMax" сожгли вдвое меньше бензина, чем их 300-сильные собратья по классу". Отличные результаты этих двух лодок в основном и объясняются тем, что им потребовалось вдвое меньше времени на остановки для дозаправок, по сравнению с чисто гоночными конкурентами. И это при том, что лодка "Rapid Flore", пришедшая пятой, на одном из последних кругов наскочила на плавающий кусок дерева, из-за повреждения водозаборника ее пришлось поднять и поставить на смотровую яму, а водителя, получившего травму, заменить.
В целом мотор "OptiMax" получился гораздо более надежным, чем предыдущие 200-сильные модели: работает без перебоев на всем диапазоне оборотов, при крене до 75° и дифференте до 20° (при разгоне и выходе на глиссирование — и выше). Винты, разработанные компанией "Mercury Marine Propeller" с применением системы компьютерного проектирования, отличаются высоким КПД.
Что касается планов на будущее, то после освоения серийного выпуска "OptiMax 200" фирма намерена освоить производство таких же "зеленых* подвесных моторов (с оправдавшим себя углом 60° между осями цилиндров) на 225 л.с. — с рабочим объемом 3 л (3032 см3), а также модификаций на 135и 150 л.с. — собъемом2.5л (2507 см3). Длины гребных валов у них будут соответственно — 20, 25 и 30 дюймов, причем на 150-сильной модели будет применена система "дуо-проп" — со вторым гребным винтом противоположного вращения.
В целом подвесные моторы этой "линии" характеризуются следующими общими чертами. Они имеют мощный водяной насос с гибкими лопастями и витой ступицей крыльчатки в корпусе из нержавеющей стали; валы из особо прочной нержавеющей стали; полузамковые поршневые кольца для предотвращения образования нагара; (при выходе из строя одного датчика включается аварийная сигнализация, но мотор продолжает работать); генератор на 60 А с ременным приводом; выхлоп через ступицу винта. Кольцевые уплотнения "0" обеспечивают наиболее эффективную работу системы охлаждения, требуют меньшего количества гаек и прокладок.
Особое внимание уделено антикоррозионной защите. Это и корпус из алюминиевых сплавов, и широкое применение нержавеющей стали, и многократное нанесение краски способом электроосаждения, и нанесение эмали горячим способом, и, наконец. протекторная защита. Благодаря всем этим мерам на моторы дается трехлетняя гарантия по коррозии.
Электронные системы предотвращают перегрев двигателя и работу его на слишком больших оборотах, снижают число оборотов при недостаточном поступлении масла. Аварийная сигнализация предупреждает обо всех отклонениях режима работы (в т.ч. о попадании воды в топливо, отказе того или иного датчика или инжектора) звуковыми сигналами и визуальными индикаторами.
Производство моторов новых моделей намечено начать еще в этом году, в Европе они начнут продаваться в начале следующего года. "Mercury" постарается распространить аналогичную программу внедрения мер по снижению уровня выбросов и на свои четырехтактные подвесные моторы мощностью до 75 л.с. (51.5 кВт).
Примечания
1. Система ПВТ ужо нашла применение не только в морской индустрии К примеру, она используется производителями мотороллеров (в частности, итальянской фирмой "Biaggio"). что позволяет сделать их продукцию "чище" и экономичное.