Италианската спортна марка изненада с нов подход към конструкцията на двигателя. Ferrari патентова решение, при което традиционните кръгли бутала са заменени с елементи с форма, напомняща писта за спийдуей – правоъгълник с полукръгове на краищата. Какви предимства на това решение мотивираха инженерите на Ferrari?

В търсене на нова геометрия

Въпреки че Ferrari не е първият производител, който експериментира с бутала с нестандартни форми, неговото предложение се откроява с нетипична комбинация от проверени идеи и смели модификации. Новият патент предвижда използването на бутала, които имат геометрична форма, известна от опитите, предприемани например от Honda в състезателните мотоциклети NR от 90-те години. Вместо класическия кръг, Ferrari предлага форма, подобна на писта за спийдуей – плосък правоъгълник с полукръгли завършвания, напомнящ капсула.

От техническа гледна точка тази промяна има съществени последствия. Традиционната формула за изчисляване на обема на двигателя (базирана на диаметъра на буталото и неговия ход) престава да бъде полезна. Новата геометрия изисква разделяне на обема на цилындъра на прости тела – паралелепипед и две полуцилиндъра – за да се определи реалният работен обем.

Източник: European Patent Office, EP4517043A1

Съкращаване без компромиси

Най-голямото предимство на новото решение е компактността. Сравнявайки два цилындъра – един с кръгло бутало, друг с овално – се оказва, че и двата могат да имат почти идентичен обем, но вторият ще бъде с няколко десетки процента по-къс. В случая на V8 или V12 агрегати това означава забележимо съкращаване на целия двигател, което в спортен автомобил с преден двигател се отразява на по-благоприятното разпределение на масата.

На това обаче Ferrari не се спря. Следващата стъпка беше разработването на нова конструкция на свързващите пръти. Вместо две отделни пръти, свързани с един коляновен цап – което води до лекo изместване между редовете цилиндри – бе приложена свързана система от “сиамски” тип. Един свързващ прът е главен, другият е шарнирен, а заедно образуват възел, който съкращава коляновия вал, подобрява неговата твърдост и елиминира взаимните измествания на цилиндрите. Това от своя страна се отразява на намаляването на силите, причиняващи вибрации.

Източник: European Patent Office, EP4517043A1

Предизвикателства и компромиси

Разбира се, всяко новаторско решение носи със себе си нови предизвикателства. Нетипичната форма на буталото означава по-трудно уплътняване на горивната камера, по-голям риск от неравномерно износване, както и потенциални проблеми с равномерното изгаряне на сместа. Проблем може да бъде и фактът, че буталният болт е стабилизиран само спрямо по-късата ос на буталото, което увеличава риска от люлеене в цилиндъра.

Ferrari твърди обаче, че съвременните технологии за обработка, леките материали и опитът, натрупан от други производители (например Honda), позволяват минимизирането на тези недостатъци. Производителят подчертава също, че според неговата оценка новото решение е “икономически изгодно” – въпреки че какво това означава в контекста на Ferrari, остава отворено за интерпретация.

Крачка към нов стандарт?

Не може да не се забележи, че Ferrari в съдържанието на патента многократно определя своя нов агрегат като “drive engine”, т.е. задвижващ двигател, сякash иска изрично да подчертае, че не става дума за скучен, стандартизиран генератор на енергия за хибридно задвижване, а за пълноценно сърце на спортен автомобил. Всичко сочи, че новата система ще намери приложение преди всичко в превозни средства с преден двигател – там, където съкращаването на задвижващия агрегат има пряко влияние върху разпределението на масата и управлението на автомобила.

Въпреки че не трябва да се очаква, че тази технология скоро ще стигне до популярните модели от C-сегмента, тя може да определи посоката за развитието на бъдещите двигатели в премиум класата и суперавтомобилите. Особено в свят, в който пространството под капака се превръща в все по-ценен ресурс.

Ferrari доказва, че все още умее да изненадва с инженерна креативност. Вместо да следва утъпканите пътеки на downsizing-а и електрификацията, залага на обмислена механична революция – с бутала във формата на писта за спийдуей като символ на инженерна смелост и дързост.