Мифы немецкого автопрома
Ещё один миф о немецком автопроме можно сформулировать таким образом: немцы делали машин пусть и немного, но зато технически продвинутые, а американцы – много, но только примитивные “утюги”.
Давайте посмотрим, насколько это соответствует действительности.
Главный нюанс здесь заключается в том, что, как мы уже увидели в первой части, примерно 40% немецкого рынка легковых автомобилей перед войной приходилось на продукцию “Опеля”, и ещё порядка 5% – на “Форды”. А эти машины с точки зрения подхода к конструкции представляли собой прямое продолжение американского автопрома. То есть, примерно половину от общего числа выпускавшихся в Германии легковушек составляли всё же автомобили американского типа, со всеми характерными для них особенностями и техническими решениями.
Единственное, в чём “Опели” были более прогрессивны, чем собственно американские автомобили – это использование на более новых моделях “Капитен” и “Кадетт” несущего кузова, но, как мы помним разработан он был как раз американской фирмой. Сами американцы не внедряли таких конструктивных решений отнюдь не потому, что не имели возможности, а ввиду совершенно иных запросов целевого рынка, включая требование ежегодного обновления дизайна автомобиля. А это делать намного проще на рамном кузов, наружные панели которого не несут значительной нагрузки. Об этом мы ещё поговорим.
Что касается технологий собственно немецких машин – то, к счастью, исчерпывающая инвентаризация технических достижений довоенного немецкого автопрома уже была проведена в книге “Хальфан А. Ю., Описание конструкций автомобилей иностранных марок, Москва, 1948 год” – так сказать, по первым впечатлениям от попавших в СССР после войны трофеев.
В первую очередь следует отметить, что немцы уже до войны умели делать очень прогрессивные для того времени моторы. Это не значит, что все немецкие моторы были очень прогрессивны – но общий уровень моторостроения был довольно высоким. Так, многие немецкие машины имели верхнеклапанные двигатели конфигурации OHV (верхние клапана со штанговым приводом от распредвала в блоке), а некоторые, например Audi 3,2 Liter – и с верхним расположением распределительного вала (OHC) – схема, до массового распространения которой пройдёт ещё как минимум пара десятилетий.
Фирма Wanderer с 1935 года выпускала 2-литровые верхнеклапанные (OHV) шестицилиндровые двигатели с алюминиевым блоком цилиндров и вставными чугунными гильзами – очень прогрессивная для того времени конструкция. Причём несколько сотен из них даже имели приводные компрессоры, которые увеличивали мощность примерно вдвое (с 40…50 до 85 л.с.).
Правда, общее производство этой фирмы не превышало 8…10 тысяч машин в год. И из них с шестицилиндровым мотором было меньшинство, а большая часть – с куда более скромной “четвёркой”.
Очень часто утверждается, что маленький рабочий объём немецкие (и в целом европейские) моторы имели из-за системы налогообложения, в которой транспортный налог был завязан на рабочий объём двигателя. Мол, фирмы стремились сделать эффективный малолитражный мотор с высокой удельной мощностью, чтобы при той же мощности покупатель платил меньший налог. Не знаю, насколько это работало в остальных европейских странах, но конкретно для довоенной Германии данное утверждение явно не соответствует действительности.
Да, действительно, 70% двигателей на немецких довоенных автомобилях имело рабочий объём не более 2 литров. Но при этом их удельная мощность составляла примерно 20…30 л.с. с 1 литра (в среднем 24,2). А это, прямо скажем – ничего особенного.
А что наблюдалось в то же самое время у американцев? Если брать “большую тройку”, то картина будет такой (до 1954 года и принятия первого стандарта DIN мощность немецких моторов как правило указывалась, как и у американцев, “брутто” – так что эти цифры вполне сравнимы друг с другом):
Мощность самого популярного варианта фордовского так называемого “плоскоголового” нижнеклапанного V8 с рабочим объёмом 3,6 литра в его последнем предвоенном варианте V8-21A составляла 90 л.с. при степени сжатия 6,2:1. Это даёт литровую мощность в 25 л.с. с литра – то есть, примерно столько же, сколько и у немцев.
Крайлеровская нижнеклапанная рядная “шестёрка” в самом популярном 218-кубовом варианте перед войной с тех же самых 3,6 литра выдавала 91…95 л.с. при степени сжатия 6,5:1 – или, в удельных величинах, 25…26 л.с. с литра.
“Шевроле” имел уже верхнеклапанный шестицилиндровый мотор Stovebolt, наиболее массовый 216-кубовый вариант которого перед войной при рабочем объёме в 3,5 литра и степени сжатия 6,5:1 развивал 85…90 л.с. – или всё те же самые 25…26 л.с. с литра. То есть, цифры эти вполне типичны для американского автопрома.
Как видим, во-первых даже среди бюджетных американских автомобилей примерно треть имела верхнеклапанные моторы, а во-вторых – американцы со своих нижнеклапанных моторов снимали в среднем примерно такую же удельную (с одного литра) мощность, как и немцы со своих новомодных верхнеклапанных и даже верхневальных. Миф о “маленьких, но эффективных” немецких довоенных моторах не подтверждается; точнее говоря – маленькими-то они и правда были, из соображений экономии… но на этом и всё.
И, к примеру, “примусы” мощностью 20…30 л.с. ставились немцами на автомобили массой около тонны явно не от хорошей жизни.
Основным топливом в предвоенной Германии был бензин с октановым числом около 65 по моторному методу, под него нужна была степень сжатия порядка 6:1 (до 6,4:1 на некоторых моторах). В США перед войной стандартный бензин имел октановое число 70…72, что позволяло иметь несколько более высокую степень сжатия – порядка 6,5:1, а у дорогих машин, потреблявших более высокооктановый “премиальный” бензин – до 7,5:1. И этого вполне хватало для того, чтобы уравнять возможности “архаичных” американских нижнеклапанных моторов и “продвинутых” верхнеклапанных немецких. Тут уж в пору вводить в оборот противоположный по смыслу миф: о немцах, компенсировавших неспособность выпускать нормальное топливо за счёт переусложнённой конструкции моторов…
Впрочем, многие немецкие довоенные машины тоже имели нижнеклапанные моторы, причём далеко не только “Форды” и “Опели” – например, все автомобили марки Adler, Mercedes-Benz всех моделей, кроме роскошных малосерийных 540k и 770, Wanderer W24 с рядной “четвёркой”, и так далее. Так что говорить об окончательной победе “прогрессивных” верхних клапанов никак не приходилось.
При доступных до войны сортах бензина и смазочных масел значительное усложнение конструкции двигателя при переходе от нижнеклапанной компоновки к верхнеклапанной OHV попросту не давало большого эффекта: низкое октановое число бензина всё равно не позволяло повысить степень сжатия, а из-за примитивных смазочных масел не выходило поднять число рабочих оборотов или форсировать мотор за счёт более напряжённого рабочего процесса.
Кроме того, довоенные моторы были, как правило, длинноходными, с малым диаметром цилиндра и большим ходом поршня. Это позволяло уменьшить склонность двигателя к детонации и увеличивало “тягу на низах”, но не давало заметно увеличить размер клапанов при переходе к верхнеклапанной компоновке – а значит, и эффективность газообмена у верхнеклапанного мотора тех лет была не намного лучше, чем у нижнеклапанного. При этом экономические и эксплуатационные преимущества были во многом на стороне “нижнеклапов” – они были дешёвыми, простыми в производстве и ремонте, нетребовательными к маслам и в целом более надёжными.
Что касается моторов с верхним расположением распределительного вала (а также иных вариантов, вроде экзотической схемы клапанного механизма, применённой на моторе BMW 328) – то они в довоенной Германии устанавливались на очень дорогие и престижные машины, выпускавшиеся в небольших количествах, и представляли собой скорее техническую диковинку, никак не “делая погоды” в масштабах отрасли в целом.
Эпоха верхневальных двигателей на массовых моделях и в Германии, и в остальном мире придёт всё же намного позже.
И не надо думать, что американцы так не могли – например, мотор Duesenberg Model J (на фото в заголовке) ещё в двадцатых годах имел два верхних распредвала и 4 клапана на цилиндр (схема DOHC), и автомобили с ним выпускались до 1937 года – тоже, конечно же, в микроскопических количествах, как и у немцев. Другое дело, что рынок выбрал не их, а более простые моторы большого рабочего объёма.
Вообще, американский рынок всегда отличался разумным консерватизмом в отношении конструкции автомобилей. Не нужно путать его с технической отсталостью самих американских производителей – у них были и интересные технические решения, и целая куча достижений в области технологии производства.
Абсолютно то же самое касается и моторов с наддувом, которые в Германии ставились исключительно на очень дорогие автомобили. Но ведь и в Америке происходило ровным счетом то же самое. Те же “Дюзенберги” выпускались с компрессором – именно это (Supercharger) и означала буква S в названии модели SJ. Более того, в Штатах наддув встречался не только на ультрадорогих автомобилях, но и на моделях средне-высокого ценового диапазона, например, выпускавшихся фирмой Graham с 1934 года:
И да, мотор у “Грэмов” был куда проще, чем у “Мерседеса”, но зато в 1934 году Graham Custom Eight с “суперчарджером” стоил $1295 – сравнимо с обычным среднедорогим автомобилем тех лет уровня “Бьюика”. Сколько всего было выпущено “наддутых” “Грэмов” не вполне понятно, но в любом случае это была массовая машина, с объёмом выпуска в тысячи единиц в год – а не сотни всего выпущенных, как у “компрессорных” “Мерседесов” (761 машина моделей 500k и 540k). Более того, есть мнение, что рекорд “Грэма” по выпуску “наддутых” двигателей не был побит вплоть до самых 1990-х годов. Что, конечно, говорит в большей степени о том, насколько эта фирма опередила своё время. Хотя добил её отнюдь не наддувным мотор, а показавшийся публике неудачным дизайн “акулоносой” (shark-nosed) модели 1938 года, наложившись на и так шедшие в отрасли процессы “вымывания” сравнительно небольших независимых производителей с рынка.
То, что сегодня помнят про “компрессорные” “Мерседесы”, но забыли про “Грэмы” – главным образом следствие избирательности человеческой памяти, да ещё и активного “пиара” “Мерседесом” своих былых достижений. А вот “пиарить” достижения “Грэма” и его наследника (в том числе и по выпуску “наддутых” моторов) – фирмы Kaiser-Frazer – оказалось некому…
Отдельная глава в истории немецкого довоенного автопрома – это двухтактные двигатели на автомобилях, причём специальной разработки, а не мотоциклетные. Относиться к которым можно по-разному, но факт их применения весьма примечателен в любом случае. По сути, речь идёт о “параллельной вселенной” моторостроения, в которой два цилиндра равны четырём, три – шести, а четыре – восьми, коленвал вращается в шариковых подшипниках для обеспечения подачи к ним масла вместе с проходящим через полость картера топливом, а приводной компрессор является способом от этого подмешивания масла в бензин для смазки избавиться.
Вот, для примера, такой мотор DKW 3=6 – с компрессором для подачи смеси в цилиндры под давлением и с нормальным масляным картеором:
Данная тема настолько обширна и настолько сильно выбивается из круга общепринятых конструктивных решений, что заслуживает отдельной статьи. Здесь же отметим лишь то, что больше практически никто в мире, кроме самих немцев (и позаимствовавших у них эту технологию некоторых странных товарищей), подобными вещами не баловался.
В целом, довоенный опыт конструирования и производства сложных и прогрессивных по конструкции двигателей очень пригодился немцам после войны, когда стали доступны высокооктановый бензин и смазочные масла с высокими характеристиками. Во многом именно благодаря нему немецкое моторостроение завоевало впоследствии вполне заслуженную мировую славу. До войны же это было скорее “тягой к прекрасному”, чем следствием практической необходимости: нижнеклапанные моторы всё ещё оставались абсолютно актуальны даже в Европе, и не только на бюджетных моделях.
Отдельным пунктом должны пойти карбюраторы, поскольку практически на всех немецких довоенных автомобилях они были своей разработки – как правило, фирмы Solex. Причём наряду с однокамерными и двухкамерными карбюраторами были также отработаны установки двух и даже трёх карбюраторов на один мотор (как правило, на спортивных модификациях). Так что в области топливной аппаратуры у немцев всё было хорошо без каких-либо оговорок, даже впрыск уже явно был “на подходе”. Только на “Опелях” и “Фордах” использовались американские карбюраторы.
То же самое касается и электрических компонентов фирмы Bosch, которыми до войны было снабжено абсолютное большинство автомобилей немецких, австрийских и чехословацких фирм. Сюда относятся стартеры, генераторы (магнето), аккумуляторы, замки зажигания, прерыватели-распределители зажигания, свечи, и т.д. и т.п. Здесь немецкая промышленность попросту блистала. Достаточно сказать, что и наши танки времён войны по большей части имели лицензионную электрику “Бош” (а на Т-34 вплоть до 1942 года ставилась система впрыска “Бош” – немецкие ТНВД и форсунки, причем то, что ставилось после того, как кончился закупленный до войны запас немецких компонентов – было их плохими советскими копиями).
В области трансмиссий основным достижением немцев до войны стало достаточно массовое внедрение четырёхступенчатых коробок передач. Впрочем, связано это было как раз с малолитражностью немецких моторов, для которых наличие двух промежуточных передач вместо одной давало заметное преимущество, позволяя водить автомобиль с большим комфортом. Американцы с их моторами объёмом 3,5 и более литра спокойно обходились тремя передачами.
На дорогих машинах широко применялись бесшумные шестерни постоянного зацепления и синхронизаторы. Немцы даже создали одну из весьма немногих в принципе существующих оригинальных конструкций синхронизаторов для механических коробок передач – представляющую собой своего рода миниатюрное многодисковое сцепление. Такие “синхроны” использовались, к примеру, в довольно популярной коробке передач ZF Aphon Typ G.
Применялись на дорогих моделях, вроде Horch 830BL, и “овердрайвы” – повышающие передачи с передаточным числом менее единицы, выполненные в отдельном от коробки передач картере, по функционалу примерно аналогичные пятой-шестой передачам в современной коробке передач заднеприводного автомобиля. В некоторых случаях могла иметься и встроенная в коробку передач четвёртая повышающая передача – например, на BMW 326.
Но и у американцев было всё то же самое, и не на дорогих “Хорьхах” и БМВ, а на достаточно бюджетных автомобилях. Например, фирма Borg-Warner вывела на рынок свой овердрайв с механическим включением ещё в 1934 году, и он серийно устанавливался на машинах таких марок, как Studebaker. В 1939 году ей же был представлен овердрайв с электрическим управлением. Особенно популярна эта “экономичная” опция стала в годы войны из-за введения талонов на бензин.
Увы, но на бюджетных немецких автомобилях всё было уже не столь прогрессивно: экономили их создатели как могли, и часто коробки передач представляли собой простейшие конструкции со скользящими шестернями без синхронизаторов . Причём это было общим моментом как, к примеру, собственно немецких ДКВ, так и немецко-американских “Опелей” или “Адлеров”. Синхронизаторы, в Америке ставшие по сути стандартом ещё в середине тридцатых, для многих немецких водителей перед войной всё ещё оставались роскошью, а двойной выжим с перегазовкой при каждом переключении передач – нормой жизни.
Где же у довоенных немцев был самый настоящий провал – так это в создании автоматических коробок передач : насколько мне известно, ни одна из разработок так и не вышла за стадию опытно-конструкторских работ. Например, ZF в самом конце тридцатых работала над автоматической коробкой передач с управлением электромагнитными сцеплениями (что само по себе было не оригинальной идеей – такие коробки французы делали с 1920-х годов), но как-то ничего внятного и не разработала. Понятно, что война помешала и всё такое прочее – но у америк
