Quad 4 — это семейство рядных четырёхцилиндровых двигателей, выпускаемых подразделением General Motors ' Oldsmobile . Несколько версий с двумя верхними распредвалами (DOHC) выпускались с 1987 по 2002 год, а одна модель с одним верхним распредвалом (SOHC) выпускалась с 1992 по 1994 год.
Quad 4 — первый полностью отечественный серийный четырехцилиндровый двигатель DOHC, разработанный и построенный GM, единственным подобным примером был Chevrolet Cosworth Vega , головка DOHC которого была разработана Cosworth в Англии. В дополнение к 2,3-литровым DOHC Quad 4s, также существовал недолговечный 2,3-литровый вариант SOHC под названием «Quad OHC», доступный с 1992 по 1994 год, и 2,4-литровый Twin Cam, доступный с 1996 по 2002 год.
Первоначально ожидалось, что Quad 4 дебютирует в 1987 году, но был отложен на один год. Еще в 1988 году Oldsmobile объявила, что ожидается появление Quad 4 "HO" с высокой выходной мощностью 180 л. с. (134 кВт). [1]
Все двигатели семейства Quad 4 производились на заводе Lansing Engine Plant (завод номер пять) в городке Дельта Тауншип недалеко от Лансинга, штат Мичиган . Twin Cam был последним двигателем, который был разработан и произведен исключительно Oldsmobile; Aurora V8 и Shortstar V6 были основаны на архитектуре Cadillac Northstar V8 .
Впервые представленный публике как стандартная производственная опция для Oldsmobile Cutlass Calais и Pontiac Grand Am 1988 года , двигатель стал доступен для Buick в конце 1988 года и для Chevrolet в 1990 году, после чего он стал основным в линейке GM.
Quad 4 претерпел два раунда уменьшения размера выпускного отверстия , за которыми последовало добавление балансировочных валов в 1995 году для решения проблемы уровня шума, вибрации и жесткости (NVH). Дальнейшие изменения были внесены в модельный год 1996 года, когда были изменены диаметр и ход поршня двигателя , и впоследствии двигатель был переименован в «Twin Cam».
Линейка двигателей Quad 4 была отменена после модельного года 2002. Она была заменена на Ecotec для модельного года 2003.
Название Quad 4 происходит от четырехцилиндровой компоновки двигателя с четырьмя клапанами на цилиндр . [2] Двигатель имеет чугунный блок . Головка , держатели распредвала и крышка цепи ГРМ изготовлены из алюминия, а поддон картера — из литого под давлением алюминия. [1]
Хотя зубчатые ремни ГРМ становились популярными среди современных конструкций с верхним распредвалом, Quad 4 использует цепи ГРМ для привода обоих распредвалов, а также водяного насоса. Вспомогательные устройства двигателя приводятся в действие одноплоскостным змеевиковым ремнем. [3]
Топливо подается электронной системой впрыска топлива, а искра создается системой зажигания без распределителя, называемой «прямым воспламенением», которая попеременно зажигает две катушки зажигания, расположенные под литой алюминиевой крышкой двигателя. [1]
После выпуска двигателя в 1988 году Oldsmobile продвигал название Quad 4 на широко освещаемых мероприятиях с такими автомобилями, как Oldsmobile Aerotech . На гонке Indianapolis 500 1988 года в качестве автомобиля безопасности выступал кабриолет Oldsmobile Cutlass Supreme, оснащенный турбированным Quad 4. Хотя специально разработанный двигатель в Oldsmobile Aerotech был турбированным, он предназначался исключительно для демонстрации возможностей двигателя.
После положительных отзывов за первые несколько лет продаж автомобильная пресса начала критиковать Quad 4 за его уровень шума, вибрации и вибраций по сравнению с турбированными четырехцилиндровыми двигателями, V6 и иногда V8 .
Конструкция приобрела некоторую популярность в кругах любителей хот-родинга , поскольку после снятия ребристой алюминиевой крышки она стала похожа на двигатель Offenhauser 1930-х годов , обнажив высокие «кулачковые башни» и глубокую впадину между ними, в которой находились свечи зажигания. [4] [5]
LD2 — это оригинальная версия Quad 4, представленная в 1987 году для модельного года 1988 года. Диаметр цилиндра × ход поршня составляют 92 мм × 85 мм (3,6 дюйма × 3,3 дюйма) для рабочего объема 2260 куб. см (137,9 куб. дюймов). В базовой комплектации он выдавал 150 л. с. (112 кВт) с 1988 по 1989 год и 160 л. с. (119 кВт) с 1990 по 1992 год. Атмосферный Quad 4 мог выдавать эту мощность со степенью сжатия 9,5:1 и мог соответствовать стандартам выбросов без использования системы EGR .
Незначительные изменения в работе базового Quad 4 включали установку других коленчатых валов, кулачков и коллекторов , все это было направлено на увеличение крутящего момента и снижение уровня шума, вибрации и вибраций.
Немного расширенная версия LD2 предлагалась в некоторых моделях Oldsmobile Achieva с комплектациями SC (и, возможно, SL). В этом случае двигатель LD2 имел устройство, называемое вихревым клапаном, установленное в корпусе дроссельной заслонки, а также воздухозаборник холодного воздуха с набегающим потоком, установленный около фары со стороны водителя, с воздуховодом для направления воздуха к впускному отверстию двигателя. [6] [7] Хотя некоторые источники оценивают этот двигатель в 180 л. с., собственная литература Oldsmobile сообщает о цифре в 170 л. с. (130 кВт). [8]
Приложения:
Только в 1995 году была выпущена версия 2,3-литрового двигателя с балансировочным валом. Такая компоновка обеспечивает постоянную нагрузку на валы: коленчатый вал приводит в движение один вал, который приводит в движение второй, который затем приводит в действие масляный насос . Валы вращаются со скоростью, вдвое превышающей обороты двигателя , заставляя красную линию снизиться с 6800 до 6500 об/мин. Выходная мощность составляет 150 л. с. (112 кВт) и 150 фунт-фут (203 Н·м). Это был единственный Quad 4, произведенный в 1995 году, и он был известен как переходный год для семейства двигателей.
Приложения:
«Высокопроизводительный» 2,3-литровый LG0 имел мощность 180 л. с. (134 кВт) с 1989 по 1992 год, 175 л. с. (130 кВт) в 1993 году и 170 л. с. (127 кВт) в 1994 году. Снижение мощности как в 1993, так и в 1994 году было прямым результатом первых двух раундов уменьшения размера выпускного отверстия для контроля NVH. LG0 отличается от двигателя LD2 агрессивными распредвалами и дополнительной половиной точки сжатия; от 9,5:1 до 10,0:1. Для этих двигателей рекомендовалось премиальное топливо с октановым числом 91 или выше из-за степени сжатия.
LG0 был представлен специальными производственными партиями из 200 купе Cutlass Calais International Series и 200 купе Grand Am SE, все с ярко-красной краской и серым интерьером. Он был доступен только в паре с пятиступенчатой механической коробкой передач HM-282/NVG-T550 , разработанной Getrag .
Ограниченная серийная версия двигателя LG0 предлагалась в некоторых моделях Oldsmobile под обозначением «W41» (перечислены ниже).
Приложения LG0:
W41 был самым мощным Quad 4. W41 1991–1992 годов имели мощность 190 л. с. (142 кВт), в то время как W41 1993 года имел мощность 185 л. с. (138 кВт) в результате первого этапа уменьшения размера выпускного отверстия для улучшения выбросов и других изменений в архитектуре Quad 4 для снижения NVH. Дополнительные 10 л. с. (7 кВт) были получены за счет более длительных кулачков и другого PROM .
Частью трансмиссии W41 была особая версия HM-282/NVG-T550 с набором передач, который в противном случае был бы недоступен. Все пятиступенчатые трансмиссии W41 имели передаточное отношение главной передачи (FDR) 3,94:1, тогда как трансмиссии LD2 и LG0 1988–1992½ использовали FDR 3,61:1; FDR 3,94:1 использовался на всех трансмиссиях LG0 1992½–1994 годов, но сохранил стандартный набор передач HM-282/NVG-T550.
Приложения W41:
Этот вариант SOHC Quad 4 был предназначен для замены двигателя Pontiac 2.5 L Tech IV OHV "Iron Duke". Дебютировавший в 1992 году и названный Quad OHC, этот восьмиклапанный двигатель выдавал 120 л. с. (89 кВт), что на 40 л. с. (30 кВт) меньше, чем Quad 4 той же эпохи. Крутящий момент составлял 140 фунт-фут (190 Н·м). Мощность упала до 115 л. с. (86 кВт) в 1993 году из-за попытки GM снизить NVH двигателя.
Хотя мощность и топливная экономичность были лучше, чем у Tech IV, Quad OHC был снят с производства после 1994 года, когда версия DOHC стала стандартной.
Приложения:
LD9 Twin Cam был 2,4-литровым вариантом Quad 4, который дебютировал в 1996 году с балансировочными валами и переработанной головкой блока цилиндров. В середине 1990-х годов эти двигатели, как и их более ранние 2,3-литровые аналоги, были известны отказами цепи ГРМ, а также отказами водяного насоса, при которых доступ к водяным насосам и их замена часто были затруднены и дороги. LD9 также имели очень маленькие масляные каналы, что делало смазку неадекватной и дорогостоящим ремонт двигателя, если не обслуживался должным образом. Диаметр цилиндра был уменьшен с 92 до 90 мм (с 3,62 до 3,54 дюйма), а ход поршня увеличен с 85 до 94 мм (с 3,35 до 3,70 дюйма) для лучшего крутящего момента. Мощность достигла 150 л. с. (112 кВт). [9] Этот двигатель получил небольшое обновление в середине модельного года 1999 года, в результате которого была устранена рециркуляция выхлопных газов, увеличена степень сжатия с 9,5:1 до 9,7:1 и заменены инжекторами с низким импедансом на инжекторы с высоким импедансом. Для повышения надежности этот двигатель также получил другие небольшие обновления в 2000-х годах к концу его использования в автомобилях General Motors. В 2001 году изменения включали меньший датчик детонации, поршни с плоским верхом вместо вогнутых, новые масляные каналы, новую более прочную цепь ГРМ, переработанный водяной насос, переработанный стартер и каталитический нейтрализатор большей мощности . В 2002 году был представлен улучшенный натяжитель ремня.
Приложения:
В то же время, когда Oldsmobile анонсировал запланированный высокопроизводительный "HO" Quad 4 в 1988 году, они предположили, что планируется турбированная версия мощностью до 250 л. с. (186 кВт). Турбированный Quad 4 с заявленной мощностью 200 л. с. (149 кВт) был установлен в Oldsmobile 98, который был предварительно представлен MotorWeek . Турбированный Quad 4 никогда не выпускался в качестве варианта для производства. [1] [10]
Пейс-каром для Indianapolis 500 1988 года был Oldsmobile Cutlass Supreme, переделанный в открытый автомобиль компанией Cars and Concepts. Двигатель был турбированным 2,3-литровым Quad 4, собранным в основном из заводских деталей, который выдавал 250 л. с. (190 кВт) при 6400 об/мин. [11]
Oldsmobile Aerotech II и Aerotech III были выпущены в 1989 году. Aerotech II — это концепт спортивного купе с кузовом универсал с 2,3-литровым Quad 4 мощностью 230 л. с. (170 кВт), хотя неясно, как была получена такая мощность. Aerotech III по сути является предварительным просмотром седана Oldsmobile Cutlass Supreme 1990 года и поставляется с наддувным 2,3-литровым Quad 4 мощностью 230 л. с. (170 кВт). [12]
Еще до выпуска Quad 4 главный инженер Oldsmobile Engineering Тед Лоукес и инженер Future Systems and Technology Билл Портерфилд начали программу, направленную на увеличение мощности и эффективности двигателя. Частью проекта было создание Oldsmobile Aerotechs в погоне за новыми рекордами скорости на суше. Были построены два новых двухкамерных четырехцилиндровых двигателя, основанных не на деталях серийного Quad 4, а на наборе инженерных параметров, полученных из двигателя, который Oldsmobile называла «производственной архитектурой». Согласно этой схеме, производные двигатели должны были сохранить четырехтактный цикл сгорания Quad 4, два верхних кулачка, многоклапанную головку цилиндров и, что немаловажно, расстояние между отверстиями 100 мм (3,94 дюйма). [13]
Двигатель Batten RE был разработан Руди Сейном и Энди Шварцем из Batten Heads в Детройте и следовал ограничениям, установленным Oldsmobile. Головка блока цилиндров двигателя, блок и поддон картера изготовлены из алюминиевого сплава, а поддон также способен выдерживать структурные нагрузки. RE также имеет необычный распределительный коллектор охлаждающей жидкости. Конструкторы RE сохранили углы и размеры клапанов, камеры сгорания с односкатной крышей, двойные цепные распредвалы и стандартные формы днища поршня серийного Quad 4. [13]
RE — это конструкция с мокрой гильзой , с четырьмя чугунными гильзами цилиндров, прикрепленными к верхней пластине блока цилиндров. С диаметром отверстия 3,5 дюйма (89 мм) и ходом поршня 3,1 дюйма (79 мм) двигатель имел рабочий объем 1955 куб. см (119,30 куб. дюймов). [13]
Электронная система впрыска топлива была от Rochester Products, а Delco Electronics предоставила высоковольтную систему зажигания двигателя. RE был оснащен одним турбокомпрессором от Garrett AiResearch . [13]
Оценки мощности двигателя Batten RE составляют от 750 до 900 л.с. (от 560 до 670 кВт). Двигатель Batten RE приводил в движение автомобиль Aerotech с коротким хвостом. [14]
Применение: Oldsmobile Aerotech с коротким хвостом
В Вентуре, Калифорния, компания Fueling Engineering занялась разработкой экспериментального двигателя, на который действовал тот же набор ограничений, что и у Oldsmobile. Конструкция Fueling была сосредоточена на тепловой эффективности и отводе тепла. Как и двигатель Batten, BE от Fueling — это полностью алюминиевая конструкция с поддоном из сплава, способным выдерживать структурные нагрузки. Блок Fueling был разработан компанией Keith Black Racing Engines, которая изготовила Y-блок с глубокими юбками. Этот двигатель также был гильзован — в данном случае набором гильз из алюминия/ никасила, любезно предоставленных Mahle . [13]
Распределительные валы двигателя стали результатом сотрудничества Fueling, Engle Manufacturing Company и Dick Jones Camshafts. В BE распределительные валы приводятся в действие ремнями ГРМ, а не цепями. Каждый цилиндр имеет два выпускных порта с выпускным коллектором, который соединяет каждый порт с одним из двух различных турбокомпрессоров. [13]
Мощность двигателя Fueling BE оценивается примерно в 1000 л. с. (750 кВт). Он использовался в автомобиле Aerotech с длинным хвостом. [14]
Применение: Oldsmobile Aerotech с длинным хвостом
