Забытый тип двигателя неожиданно оказался актуальным — дело в хитром сочетании схем

Отказ от двигателей внутреннего сгорания замедлился, и это открыло пространство для неожиданных инженерных идей. На фоне электрификации внимание снова привлекают забытые, но перспективные моторные схемы. Одной из них может стать U-двигатель в сочетании с VR-архитектурой.

Забытая идея с современным потенциалом

Несмотря на активные дискуссии о будущем автопрома, двигатели внутреннего сгорания ещё далеки от окончательного ухода. Снижение темпов отказа от них создаёт окно возможностей для новых — а иногда и хорошо забытых — технических решений. Одним из таких примеров считается U-двигатель, концепция которого появилась более ста лет назад.

Изначально U-образная схема применялась для размещения большого количества цилиндров в компактном объёме. В эпоху, когда высокую мощность приходилось "добывать" исключительно механическим путём, это было серьёзным преимуществом. Сегодня подобная архитектура снова вызывает интерес, особенно в сочетании с современными технологиями и альтернативными подходами к компоновке.

Что такое U-двигатель

Классический U-двигатель представляет собой два рядных мотора, объединённых в одном картере. Каждый ряд имеет собственный коленчатый вал, а оба вала связаны между собой цилиндрическими шестернями. Такая схема позволяет уравновешивать силы инерции при большом числе цилиндров, поэтому её также называют двухрядной.

До 1930-х годов U-двигатели применялись в тяжёлой технике — локомотивах, танках и авиации. Одним из самых известных примеров стали 16-цилиндровые моторы Bugatti. В гоночном Type 45 использовался U16 объёмом 3,8 литра с компрессорами, развивавший до 270 лошадиных сил. Однако в серийных автомобилях предпочтение со временем отдали более простым схемам с одним коленчатым валом.

Мотоциклетный успех и инженерные ограничения

Настоящую славу U-двигатели получили в мотоциклетном спорте. Двухтактные U-моторы Suzuki RG 500 Gamma и Kawasaki KR 250/350 выигрывали чемпионаты мира. В этих случаях такая схема была практически необходимой из-за особенностей предварительного сжатия смеси.

Тем не менее у U-двигателя есть и очевидные минусы. Второй коленчатый вал увеличивает массу, трение и инерционные моменты. Эти факторы долгое время считались критическими и ограничивали развитие концепции.

VR-двигатель и его компромиссы

VR-двигатель — это разновидность V-образного мотора с очень малым углом развала цилиндров, обычно от 10 до 20 градусов. Такая компоновка позволяет использовать одну головку блока цилиндров. Исторически подобные решения встречались ещё у Lancia, но в современном виде их популяризировал Volkswagen, начав серийное производство VR-моторов в 1990-х годах.

Однако компактность VR-двигателя достигается ценой компромиссов. Смещение коленчатого вала относительно оси цилиндров увеличивает боковое давление поршней, что ведёт к росту трения и износа. Кроме того, сложная компоновка впускных и выпускных каналов создаёт тепловые проблемы, особенно для задних цилиндров.

Сочетание U и VR как инженерный выход

Интересный путь предложила MV Agusta в концепции Cinque Cilindri. В этом моторе пять цилиндров размещены в двух рядах: три спереди и два сзади. При этом задние цилиндры частично "вписаны" в промежутки между передними, как в VR-двигателе, но при сохранении двух коленчатых валов, характерных для U-схемы.

Такое решение позволяет использовать одну головку блока цилиндров и отказаться от значительного угла развала. При правильной фазировке коленчатых валов удаётся сбалансировать силы инерции и снизить вибрации без дополнительных балансирных валов.

Тепловые и компоновочные преимущества

Концепция U-VR потенциально решает одну из ключевых проблем VR-двигателей — тепловую нагрузку. Впуск и впрыск размещаются в центральной части, а выхлопные газы не проходят через зоны сгорания соседних цилиндров. Это улучшает температурный режим и упрощает настройку двигателя.

При этом ширина такого мотора остаётся сопоставимой с трёхцилиндровыми агрегатами, что делает его пригодным даже для компактных моторных отсеков. Основным ограничением остаётся высота, так как система впуска и впрыска располагается над головкой блока.

Возможен ли серийный успех

С точки зрения механики ничто не мешает объединению U- и VR-архитектур. Современные материалы и методы расчёта позволяют минимизировать недостатки, которые ранее считались непреодолимыми. Такой двигатель может стать нишевым, но технологически значимым решением для будущих ДВС.