В конце 1908 Джон Уолтер Кристи приступил к конструированию и постройке последнего из своих автомобилей в долгом опыте скоростных и экономичных машин, продемонстрировавших преимущества переднего привода — гоночного Walter Christie No. 7 (известного также как гоночник Кристи 1909 года). Продолжая эволюцию переднеприводных автомобилей Кристи, он имел также и множество отличавших его особенностей.
Как и предыдущие машины, WC-7 имел прямой привод передних ведущих колёс от установленного поперёк между ними двигателя V-4. Точно так же картер двигателя вмещал трансмиссию, образовывал передний мост машины и являлся элементом несущей рамы.
Продолжаясь от картера в направлении задней части машины, двигатель был большим агрегатом, в котором монтировались отдельные цилиндры. Прямой привод от коленвала непосредственно на передние колеса давал бы последним тяжелую нагрузку, если бы цилиндры находились в вертикальном положении. Но у предыдущего гоночного WC No. 5 цилиндры для лучшего распределения нагрузки на оси были немного наклонены назад. А в No. 7 цилиндры были наклонены назад настолько, что задний, точнее теперь уже нижний ряд был лишь в 8° от полностью горизонтального положения. Верхний ряд цилиндров имел с нижним рядом развал в 20°. Столь небольшой развал позволял иметь один распредвал на два ряда цилиндров. А наклон цилиндров назад должен был улучшить не только распределение веса машины, но и аэродинамику. Размещению центра массы двигателя ближе к задней оси служили и необычайно длинные шатуны. Кроме того, нагрузка на переднюю ось увеличилась бы, если б радиатор размещался в его обычном положении. WC-7 же, как и его предшественники, имел арочный радиатор между мотором и кабиной. Все эти меры давали примерно одинаковую нагрузку на каждую ось.
Цилиндрический картер двигателя представлял собой отливку из марганцевой бронзы диаметром 15 1/8 дюйма и толщиной 3/16 дюйма, с фланцами по всей кромке на обоих торцах для крепления крышек. Фланцы 3 дюйма глубиной были приклепаны к удлинению рамы. Наклонный капот выступал вперед и был приклепан к консоли по всей длине. Картер открывался сверху для доступа к пониженной и задней передачам, тогда как плоская часть наверху картера несла подшипники вала пониженной передачи.
Торцевые крышки картера были отлиты из марганцевой бронзы интегрально с вилками пружинных рессор. Диаметр элемента вилки рессор составлял 7 1/2 дюйма, а толщина стенок — 3/16 дюйма.
За исключением необычной длины шатунов, двигатель имел обычную конструкцию с водяным охлаждением. Кованный стальной коленвал был длиной 19 дюймов. Он имел 2 колена с кривошипами, установленными под 180°. Коренные шейки были диаметром 3 1/2 дюйма на обоих концах и опирались на очень большие шарикоподшипники диаметром около 8 7/8 дюйма с диаметром шариков 1 5/8 дюйма. Щёки имели толщину 7/8 дюйма. Средней щекой была шестерня дюймовой толщины, диаметром 11 дюймов. К каждому из колен присоединялся главный шатун длиной 30 1/2 дюйма от центра до центра. Главные шатуны служили нижнему ряду цилиндров. Прицепные шатуны, присоединявшиеся на 7 дюймов выше оси шатунной шейки, были 23 1/2 дюйма длинной от центра до центра и служили верхнему ряду цилиндров. Шатунные шейки имели диаметр 3 дюйма и длину 4 1/2 дюйма. Подшипники шатунных шеек были перемещены на шатуны. Концы коленвала имели конусность около 5° и были снабжены гайками для прижимания к конусу чашки дискового сцепления.
Поршни имели диаметр 7 1/2 дюйма и ход 7 дюймов, что давало общий объём двигателя в 1237 куб. дюймов (20,3 л). О мощности двигателя WC-7 достоверных данных нет. Она указывалась разными значениями от 100 до 300 лс. Если учесть, что мощность предыдущего двигателя Кристи, имевшего сходную конструкцию и литраж, оценивалась в 135 лс, вероятно, что у двигателя 1909 года она была не меньшей. Уплотнение каждого поршня состояло из четырех колец, все над поршневым пальцем.
Каждый цилиндр имел один впускной и один выпускной клапан — оба клапанные отверстия диаметром 3 дюйма, оба клапана механически приводимые и оба расположены в головках цилиндров. Впускные клапаны размещались на внутренней стороне цилиндров так, что общий впускной коллектор мог питать оба ряда цилиндров. Верхний и нижний впускные коллекторы соединялись в центре двигателя, карбюратор крепился на нижнем коллекторе. Выпускные клапаны находились на внешней стороне цилиндров и размещались так, что выхлопные газы каждого цилиндра выходили через короткий патрубок. Клапаны двигались отдельными коромыслами, качающимися на полых валах и приводимыми одним верхним распредвалом, расположенным между двумя рядами цилиндров. Распредвал приводился через две конические пары угловой передачи с помощью длинного вала по левой с точки зрения водителя стороне двигателя.
Для нормальной высокоскоростной передачи каждый конец коленвала соединялся через дисковое сцепление прямого привода с коротким приводным валом с карданными шарнирами на обоих концах. Полуоси ведущих колёс были на внешних карданах этих валов. В этой конфигурации ведущие колёса проворачивались лишь один раз за каждый оборот двигателя.
Чертёж сечения картера WC-7 с включённым нормальным высокоскоростным приводом.
Чтобы получить низкую передачу и задний ход, шестерёнчатая средняя щека коленвала зацеплялась с верхней шестерней диаметром 8 дюймов. Верхняя шестерня свободно сидела на вспомогательном валу, расположенном над картером и немного сзади него, и могла соединяться с ним посредством дискового сцепления. Собственный вал этой шестерни нёс на левом конце первую коническую шестерню угловой передачи распредвала, который, таким образом, приводился постоянно, если вращался коленвал.
Перед вспомогательным валом с правой его стороны располагался поперечный вал. Каждый конец поперечного вала имел сдвоенную шестерню, которая могла зацепляться с зубцами на прижимном диске сцепления прямого привода, располагавшегося со стороны колес, то есть на отсоединяемой части сцепления. Посередине же поперечного вала имелась приводная шестерня. Поперечный вал мог скользить вдоль своей длины, и это давало три его положения. В промежуточном положении зубцы прижимного диска сцепления находились в промежутке между двумя шестернями сдвоенной шестерни, а приводная шестерня также была не сцепленной. Это отсоединяло приводные валы от вспомогательной передачи. Сцепления прямого привода при этом были в нормальном сцепленном состоянии, а сцепление шестерни вспомогательного вала — в нормальном расцепленном, и это давало прямую высокоскоростную передачу.
Для пониженной передачи следовало отключить сцепления прямого привода, поперечный вал сдвинуть влево и включить сцепление шестерни вспомогательного вала. Тогда зубцы прижимных дисков сцеплений прямого привода, соединённых с ведущими полуосями, входили в зацепление со сдвоенными шестернями поперечного вала, а его средняя приводная шестерня входила в зацепление с шестернёй вспомогательного вала. Для заднего хода следовало при тех же действиях сдвинуть поперечный вал вправо. Тогда его средняя приводная шестерня входила в зацепление с шестернёй вспомогательного вала не непосредственно, а через промежуточную шестерню заднего хода.
Рычаги переключения управляли различными вилками, сдвигавшими поперечный вал и включавшими или отключавшими сцепления. Передний вал скользил путем качания вертикального вала, соединенного с вилкой сцепления прямого привода так, что когда вилка прямого привода перемещалась, поперечный вал выходил из зацепления с шестернёй вспомогательного вала раньше, чем включалось сцепление прямого привода. Реверс же не был связан со сцеплением прямого привода.
Диски сцеплений были из пилочной стали, полностью упруго закалены и идеально отшлифованы. Сцепление верхней шестерни имело 10 дисков эффективным внешним диаметром 6 1/8 дюйма. Сцепления прямого привода имели 18 дисков, эффективный внешний диаметр 11 3/8 × эффективный внутренний диаметр 3/16 дюйма. Сцепление верхней шестерни нормально было расцеплено, не имело пружины и включалось введением закрытого колпаком и заостренного конца втулки нажимного диска в зацепление с коротким рычагом прижимной качалки, приводя точки контакта в трение. Сцепления коленвала нормально были сцеплены под действием пружины, приложенной к рычагу сцепления; концы закаленной прижимной вилки прижимали закаленное опорное кольцо шарикоподшипника прижимного диска. Ручной рычаг вилки находился в квадранте и был защелкнут для удержания сцепления.
Карданные шарниры имели проушины вилок толщиной 13/16, 5 дюймов полной длины, 3 3/8-дюймовые отверстия для крестовин, имевших диаметр 2 1/8 дюйма, сточенный до 1 1/2 дюйма в районе цапф. Приводные валы имели диаметр 2 1/4 дюйма, изготавливались из твёрдой стали, были сплошными и имели вилки 2 3/4 дюйма ширины × 13/16 наибольшей толщины. Карданные вилки были проточены до наружной шаровидной формы. Соединительные цапфы представляли собой втулки из закаленной стали, впрессованные и имеющие сквозные отверстия 7/8 дюйма, причем эти отверстия были нарезаны на внешних концах для резьбовых головок толщиной 1/4. Эта конструкция оставляла большую полость в поперечной втулке, заполнявшуюся густой смазкой. В цапфах были сделаны неглубокие канавки для подачи смазки на внутренние концы отверстий в проушинах вилок, причем эта смазка текла в направлении наружу благодаря центробежному действию.
Втулки полуосей имели на своих внутренних концах наружный диаметр 5 7/8 дюйма, длину 4 3/8 дюйма, и были высверлены с этих внутренних торцов внутренним диаметром 5 3/8 дюйма, чтобы вместить в себе карданные шарниры; эти внутренние концы имели интегральные направляющие цапфы, вертикальные при размещении в вилках-кожухах переднего моста. Каждая цапфа имела диаметр 1 1/2 дюйма, верхняя цапфа была длиной 10 1/16 дюйма, а нижняя — 9 1/16 дюйма. Ось цапфы пересекала ось втулки. Эти цапфы, на которых передние колеса поворачивались при рулевом управлении, от внешних концов ко втулке были высверлены диаметром 5/8 дюйма верхняя и 3/4 дюйма нижняя. Из-за большей длины, определяемой наличием на ней пружины, верхняя цапфа была сделана более тяжелой и удерживалась втулкой из никелевой стали, а более короткая и легкая нижняя цапфа удерживалась в бронзовой втулке. Цапфы скользили в своих втулках, причем эти втулки имели снаружи двойные фланцы, в канавках которых пятью винтами диаметром 7/16 дюйма на каждой крепились края вилки-кожуха моста. Наружные концы втулок полуосей имели наружный диаметр 4 3/4 дюйма и внутренний диаметр 4 3/8 дюйма, и были зафланцованы так, чтобы удерживать обоймы двух подшипников полуосей. Шарики подшипников полуосей имели диаметр 11/16 дюйма, располагались на окружностях диаметром примерно 3 3/16 дюйма, и между шариками двух подшипников было 3 3/8 дюйма.
Таким образом, втулки полуосей имели свободу вертикального перемещения примерно на 5 1/2 дюйма путем скольжения их интегральных цапф вверх и вниз в их втулках.
Пружины имели витки прямоугольного сечения 11/16 × 1/4 дюймов и общий внутренний диаметр по поверхности спирали 4 1/2 дюймов на нижнем торце и 3 1/4 дюймов на верхнем, 18 витков, 17 просветов по 1/4 дюйма шириной, давая 4 1/4 дюйма хода пружины. Пружина полностью сжималась под нагрузкой 800 фунтов и несла в спокойном положении на дороге около 600 фунтов. Нижний конец пружины опирался на втулку полуоси через стальную фланцевую шайбу наружным диаметром 4 3/4 дюйма, а верхний конец пружины упирался в двойной фланец поддерживающей втулки верхней цапфы.
Рулевые рычаги были изготовлены из поковок никелевой стали с овальным сечением в основании, около 1 1/2 × 1 1/8 дюйма, охватывали каждый большую часть своей втулки полуоси и крепились к ней каждый 11 заклепками диаметром 5/16 дюйма. Проушины рулевых рычагов диаметром 1 1/4 дюйма на 9/16 дюйма толщины, со шплинтовыми отверстиями диаметром 5/8 дюйма, имели радиус около 12 1/2 дюйма.
Передние колеса имели три различных размера шин: 30идюймовые для кольцевых треков, 32хдюймовые для дорог и 34хдюймовые для высокоскоростных заездов. Спицы были стальными трубками диаметром 1 5/16 со стенками толщиной 3/32, внутренние концы их были впрессованы в гнезда в стальной ступице. Наружный общий диаметр по гнездам спиц составлял 8 1/2 дюйма, а внутренний диаметр круга спиц — 6 дюймов. Спицы упирались в уступы в гнездах. Ступице была придана глубокая чашеобразная форма, чтобы скрывать внешний конец втулки полуоси, при этом чаша имела общую глубину 4 5/8 дюйма, 3 дюйма было от центра гнезд до внутренней части фланца ступицы, а толщина её была 9/16 дюйма в вертикальной части и 3/8 на стенке чаши. Наружный конец ступицы был закреплен на конусе полуоси и удерживался шестигранной гайкой. Конусное седло ступицы, в которое вставлялась полуось, имело длину 2 1/2 дюйма, внешний диаметр 1 7/16 и внутренний диаметр 2 дюйма.
Все основные элементы были установлены на шарикоподшипниках Hess-Bright, включая передние и задние колеса, коленвал, распредвал и валы конических шестерён.
Привод WC-7 не имел дифференциала. Сдвоенные шестерни поперечного вала имели значительный холостой ход, так что внешнее колесо могло обгонять передний вал на поворотах. При прохождении очень коротких поворотов с помощью прямого привода давление сцепления частично снималось нажатием на педаль. При прохождении кривых большого радиуса привод заботился о себе сам.
Для запуска двигателя Кристи использовал блок из четырех насосов диаметром 1 3/8 и ходом 8 дюймов, питавшихся от карбюратора, все четыре поршневых штока которых крепились к одному поперечному стержню, используемому в качестве рукоятки. Водитель сначала должен был потянуть её на себя, заполняя цилиндры насосов смесью из карбюратора; затем толкнуть от себя, выталкивая смесь через 1/8-дюймовые трубки в цилиндр.
В каждом цилиндре непосредственно под впускным клапаном устанавливалась единственная свеча зажигания. Начальное зажигание осуществлялось от сухой батареи через управляемый вручную коммутатор, подававший ток на каждую свечу. В дальнейшем зажигание осуществлялось двумя магнето, по одному на каждый ряд, поскольку правильно рассчитать период зажигания от единственного магнето было невозможно из-за углового положения цилиндров. Магнето и коммутатор приводились от продлённого конца того же длинного бокового вала, который приводил распредвал: магнето посредством цилиндрических шестерён, а коммутатор — конической шестернёй. Насосы ручного запуска, магнето и коммутатор размещались на опорах внутри рамы радиатора и закрывались радиатором. Это делало все агрегаты доступными с водительского места.
Карбюратор был собственной конструкцией Кристи. Он имел поплавковое питание с единой напорной трубкой, автоматический воздухозаборник и механически управляемый впуск воздуха, связанный с дросселем для уменьшения подачи воздуха при уменьшении объема наполнения цилиндра. Питающая труба карбюратора была очень большого диаметра.
Радиатор имел 29 1/4 дюймов в высоту, 35 дюймов в поперечнике и 32 1/2 дюйма в длину. Его образовывали полуарки толщиной 2 5/8 дюймов из 5 секций по 8 медных трубок, тянувшиеся от каждой стороны рамы до сборного бака, располагавшегося в верхней центральной части радиатора. Циркуляция воды осуществлялась с помощью водяного насоса с двумя шестернями, приводимого цепью от заднего продолжения того же длинного бокового вала.
Рулевое управление осуществлялось с помощью рулевого колеса диаметром 18 дюймов, шестерни рулевого вала диаметром 2 1/2 дюйма и рейки. Для полного хода передних колес было достаточно одного поворота руля. Ручка управления зажиганием находилась впереди руля и в нормальном состоянии была в вертикальном положении. Регулятор дроссельной заслонки находился справа и впереди руля. В ногах имелось три педали, одна для тормоза и две педали сцепления. В квадранте справа от водителя защелкивался небольшой рычаг, расцепляющий нормально включенные пружинные высокоскоростные сцепления прямого привода.
Позади двигателя были стальные лонжероны пустотелого профиля, нёсшие рессоры и заднюю часть автомобиля. Боковины рамы были изготовлены из листовой стали толщиной 1/8 дюйма, наибольшая глубина их была 5 дюймов позади двигателя × 1 1/2 дюйма в ширину. Наибольшая глубина боковины рамы имела место в верхнем углу основания двигателя и составляла 21 3/4 дюйма. Рама имела две ширины: 30 дюймов позади передней части радиатора, затем сужалась до ширины 18 1/2 дюйма в месте, где передний конец рамы соединялся с картером, образующим корпус переднего моста.
Задний мост был изготовлен из стальной трубы диаметром 2 1/4 дюйма, со стенками 1/4 дюйма и с полуосями диаметром 1 3/4 дюйма, впрессованными с каждого конца в трубчатый корпус и затем шплинтованными. Задние колеса имели встроенные стальные литые тормозные барабаны и спицы, на которые накладывался обод.
Задние рессоры были полуэллиптическими, 48 × 2 дюйма, из 5 листов; верхние 3 листа были соединены вместе, передняя проушина была соединена с рамой, задняя проушина — с рамой натяжными тягами. Рессора проходила под мостом. Задний мост перемещался вверх-вниз в пазах отливок из марганцевой бронзы, являвшихся дополнительными элементами боковин рамы.
Тормоза были только внутренние, в барабанах ступиц задних колес. Они имели диаметр 14 дюймов × 3 1/2 дюйма ширины и представляли собой расширяющиеся ленты с волокнистой поверхностью, один каждой был закреплен, а другой был соединен с коротким рычагом качалки тормоза.
Над задней осью машины находились сиденья водителя и пассажира. Топливный бак был в самой задней части автомобиля.
WC-7 имел колёсную базу около 102 дюймов и колею около 54 дюймов.
По оценкам Кристи, WC-7 был способен развивать скорость до 130 миль/ч (209 км/ч), что соответствовало частоте двигателя 1285 об/мин при 34хдюймовых шинах. Кристи предполагал, что в версии дорожного автомобиля мог использоваться двигатель с меньшим диаметром поршня в 5 1/2 или 6 дюймов, что дало бы объёмы 665 куб. дюймов (10,9 л) и 792 куб. дюйма (13 л) соответственно.
Новый гоночник дебютировал 8 июля 1909 на трассе Blue Bonnets в Монреале, Канада. Ожидалось, что этот автомобиль сможет преодолеть милю за 30 секунд, а новизна формы и компоновки дадут ему большое будущее. Но вначале Кристи не снискал успеха, на который надеялся. Испытывая определённые проблемы с двигателем, он смог пройти на кольцевой трассе милю за 59,6 секунды (60,4 мили/ч — 97,2 км/ч). В следующей гонке машина Кристи загорелась, что вывело его из соревнования. В начале августа WC-7 ездил в Гросс Пойнт, Мичиган, где Кристи прошёл милю за 54,6 секунды (65,9 мили/ч — 106,1 км/ч), что было новым рекордом для этой кольцевой трассы. Скорость WC-7 ограничивалась здесь недостаточным наклоном трека, что привело к его кренам на поворотах.
До конца 1909 WC-7 гонялся на нескольких трассах, но всегда страдал от неприятностей. На автодроме в Индианаполисе в середине декабря Кристи прошёл полмили за 17,53 секунды (102,7 миль/ч — 165,2 км/ч). Он снова замедлялся на поворотах, пройдя милю за 42,58 секунды (84,5 миль/ч — 136 км/ч). Бывший партнер Кристи (и племянник) Льюис Стрэнг пришёл на несколько секунд быстрее на своем FIAT мощностью 200 лс.
Джордж Робертсон был нанят для управления WC-7 в Ормонд-Дейтона Бич, Флорида, в марте 1910. Автомобиль оснастили аэродинамическими обтекателями спереди и сзади, а пассажирское сиденье сняли. Хотя WC-7 проехал милю с приличными 32,36 секундами (111,2 мили/ч — 179 км/ч), он не смог приблизиться к 27,33 секундам (131,723 мили/ч — 211,988 км/ч), ранее достигнутым Барни Олдфилдом на 200-сильном Blitzen Benz. Робертсон вышел, чтобы сделать еще одну попытку, несмотря на то, что мотор постоянно перегревался. В середине того, что, как он чувствовал, будет рекордным заездом, двигатель остановился. Ведущие колеса тут же заклинили и заскользили по песку. Это разрушило шины и повредило колеса. После долгих работ по ремонту автомобиля проблемы с перегревом и карбюратором продолжали преследовать WC-7.
Кристи устал от всех проблем со своим гоночником. Он объявил, что закончил гонки и вообще вышел из автомобильного бизнеса. WC-7 простоял до 1912, когда Олдфилд купил его за $750. Либо Кристи, либо Олдфилд установил новый радиатор, и был возвращён первоначальный кузов.
Олдфилд рекламировал машину в течение четырех лет, устраивая шоу за шоу. На некоторых из своих выставок Олдфилд участвовал в гонках с пионером авиации Линкольном Бичи с его самолетом Curtiss Pusher. Олдфилд действительно добился определенного успеха, установив на WC-7 ряд рекордов. 20 июня 1915 Олдфилд установил новый американский рекорд, преодолев 2,2-мильную трассу Спидвей Парк в Чикаго, Иллинойс, за 64,6 секунды (111,5 миль/ч — 179,4 км/ч). 28 мая 1916 Олдфилд стал первым человеком, преодолевшим 100 миль/ч (161 км/ч) на 2,5 мильной трассе Индианаполис Мотор Спидвей, пройдя круг за 87,7 секунды со скоростью 102,623 миль/ч (165,156 км/ч). Затем он увеличил свой 2хмильный американский рекорд в Чикаго, 5 июня 1916 преодолев круг за 63,75 секунды (112,9 миль/ч — 181,8 км/ч).
Поврежденный во время гонки в Чикаго автомобиль Олдфилд продал в середине июня 1916. Затем WC-7 использовался на автомобильных гоночных шоу Эрнеста Моросса. Во время Первой Мировой Войны шоу совершило поездку по Канаде. В какой-то момент в это время WC-7 оснастили новым капотом и кузовом. В марте 1918 автомобиль был продан гонщику Луи Дисброу и продолжал использоваться в различных шоу. Для некоторых из шоу привлекался гонщик Джерри Вондерлих, участвовавший в гонке против летчицы Рут Лоу с её самолетом Curtiss Pusher. Устаревший, последний из гоночников Кристи с передним приводом отдали в металлолом в Чикаго, Иллинойс, примерно в апреле 1919. Последним доходом в $450 от него оказались бронзовые детали.
Источники:
oldmachinepress.com
theoldmotor.com
The Automobile, 5 августа 1909
facebook.com/stohrdesign/
