Прочитав статью Юрия Пашолока. Моторные страдания американского танкопрома у меня возник вопрос. Что это за автомобильный мотор для легковушек Cadillac Series 42, который смог заменить на легких «Стюартах» авиационный Continental R-670 мощностью 250 Л.С. ? Поискав в сети, мне попался данный пост, моторов оказалось два — это была спарка 2×110 Л.С. Но от количества описываемых в посте только V- образных моторов, и одной только фирмы «Кадилак», у меня голова пошла кругом. Это на фоне того что в СССР в 30-х, всего автомобильных моторов было меньше, чем пальцев на одной руке. И еще один факт из обоих статей который сначала прошел мимо моего внимания, на танках с кадилаковской спаркой стояла автоматическая коробка передач, автоматическая Карл! Какой же все таки подвиг совершили наши предки, выиграв Войну с таким техническим отставанием в начале индустриализации, за десять лет до нее.
В индустрии нет марки, более фанатично преданной идее V8, чем Cadillac. Флагман General Motors первым в мире начал действительно крупносерийное производство таких двигателей в 1914 году и, с тех пор, в ассортименте машин компании обязательно присутствуют версии с V8. Больше того, основную часть истории Cadillac они безраздельно доминировали в модельном ряду — собственно, с 1941 по 1982 год никаких других моторов вообще не предлагалось. При этом, особый статус марки внутри корпорации по-прежнему подчеркивается эксклюзивностью агрегатов: по соображениям экономии, некоторые Cadillac получали V8 разработки Chevrolet или Oldsmobile, но вот «младшие» марки почти никогда не допускались к двигателям производства Cadillac. Это упрощает отслеживание истории — ассортимент машин ежегодно был небольшой, да и модификаций моторов гораздо меньше, чем у тех же Small-block Chevy.
Мотив буквы V обыгрывается в элементах дизайна Cadillac до сих пор
Cadillac были не первыми в создании V8, как такового. Помимо многочисленных экспериментальных моторов начала ХХ века, уже в 1910 году французы De Dion запустили серийное производство V-образных восьмицилиндровых двигателей. Впрочем, реальные объемы выпуска были невелики, к тому же за несколько лет компания перепробовала аж 22 разновидности конструкции, так что это был, скорее, «творческий поиск». Но именно пример De Dion вдохновил инженеров Cadillac использовать такую схему. Дело в том, что до 1914 года их машины имели четыре цилиндра, а к тому моменту в США прямые конкуренты уже осваивали «рядные шестерки» и Cadillac не мог позволить отставать. Напротив, наблюдая неудачи коллег по индустрии в разработке шестицилиндровых двигателей, Cadillac сразу сделали ставку на V8.
Type 51 «314» L-head (1915-23)
В то время Cadillac уже прославились на весь мир точностью измерений, взаимозаменяемостью деталей и мастерством конструкторов, поэтому неудивительно что им удалось добиться успеха там, где французы не справились. Используя наработки De Dion (для исследований был приобретен автомобиль с таким мотором, а также авиационный V8 производства Hall-Scott), инженеры Cadillac существенно видоизменили конструкцию и в итоге создали высокооборотистый, мощный и эффективный двигатель: 70 л.с. при объеме 5,1 л (314 cui). Сообразно конструкторской школе тех лет, диаметр цилиндра составлял 3,125″ (79 мм), а ход поршня — 5,125″ (130 мм).
Cadillac Type 51 и его двигатель V8 (1914)
Мотор имел два раздельных чугунных блока по 4 цилиндра, установленные под углом 90 градусов друг к другу и соединённые единым алюминиевым картером. Клапана располагались в блоке параллельно цилиндрам. В целом, такая конструкция называется «sidevalve», но часто подобные двигатели именуют по специфичной форме ГБЦ. Например, Ford V8 образца 1932-54 годов известен, как «flathead», а в данном случае ранние Cadillac обычно называют «L-head». Также, как обычно, часто используют объем в дюймах, именуя этот двигатель «Cadillac 314». Официально, компания использовала тот же индекс, что и у самого автомобиля, на котором дебютировал V8, то есть «Type 51».
Двигатель Cadillac Type 51
Из других конструктивных особенностей стоит отметить схему «горячее V» — вывод выхлопных газов через развал блока цилиндров, две раздельные водяные помпы (наследие концепции «объединения двух рядных четырёхцилиндровых моторов одним картером») и, до 1918 год, интегрированные головки блока цилиндров. Успех V8 был крайне важен, так как марка поставила все на кон: с появлением в сентябре 1914 года нового мотора четырёхцилиндровые Cadillac Model 30 исчезли из ассортимента, несмотря на то, что это был очень удачный автомобиль. И ставка сыграла — только в первый год с конвейера сошло более 13000 экземпляров V8, что сделало Cadillac первым крупносерийным мотором такой конфигурации в истории. Эти моторы стали фирменным признаком Cadillac, за вычетом «гонки цилиндров» в 1930-х. Собственно, компания не предлагала своим покупателям «рядные четверки» следующие 68 лет аж до появления Cadillac Cimarron!
Мощность первых L-head постепенно росла, достигнув 79 л.с. к 1923 году. Соответственно, этим мотором оснащались все Cadillac в течение 9 модельных лет: Type 51 (1915), Type 53 (1916), Type 55 (1917), Type 57 (1918-19), Type 59 (1920-21) и Type 61 (1922-23).
Type V-63 «314» L-head (1924-25)
Первоначальная разработка V8 велась в обстановке строгой секретности настолько, что для неё наняли новую команду инженеров во главе с шотландцем Ди МакКаллом Уайтом в то время, как официальное конструкторское бюро General Motors во главе с Чарльзом Кеттерингом продолжало доделывать четырёхцилиндровые моторы
Впрочем, как только новинку представили официально, Кеттеринг и его инженеры приступили к его улучшениям. Главной проблемой ранних V8 были вибрации из-за конструкции коленвала: по сути, V8 тогда был буквальным обьединением двух «рядных четвёрок». После многочисленных экспериментов, в 1923 году Cadillac решились внедрить серийно так называемый «гнутый коленвал», созданный на основе теоретических расчетов британского профессора Шарпа, датированных ещё 1907 годом. В таком коленвале шатуны располагались каждые 90 градусов, а не 180, как ранее. «90-градусная» схема требует специальной балансировки коленвала, но проблема была решена и с тех пор такая конструкция применяется в V8 почти повсеместно.
Для Cadillac это изменение стало возможностью конкурировать с новыми рядными восьмицилиндровыми Packard, а другие марки с V8, такие как Peerless, вскоре тоже перешли на «гнутый вал». Новый двигатель в остальном был аналогичен прежнему, включая мощность 80 л.с. и объем 314 cui (5,1 л). Как и предшественник, часто именуется по модели Cadillac, в которой был применен: Model V-63 1924-25 модельных годов. Под конец недолгого выпуска, мотор дополнили системой вентиляции картерных газов.
«New 90-degree V8» L-head (1926-35)
В 1926 году Cadillac сменили номенклатуру моделей, назвав свой автомобиль по объему цилиндров в кубических дюймах Series 314. Под капотом у него находился радикально обновленный мотор мощностью 87 л.с. Официально он именовался «новый 90-градусный Cadillac» и компания вполне имела на это право. Внутри блока главной переделкой был новый механизм ГРМ без коромысел. Полностью изменили систему смазки: единственный масляный насос приводился напрямую валом, появился масляный фильтр, щуп перенесли из развала блока в картер, а распредвалу теперь доставалась смазка полным давлением вместо перелива. Водяная помпа также осталась одна и тоже получила привод от вала. Электростартер отделили от генератора и разместили в привычном ныне месте сзади возле маховика. Генератор же, установленный в развале блока спереди, лишился цепного привода — как и вентилятор радиатора, его теперь раскручивали ремнем (схема, используемая поныне). Единственная цепь между коленвалом и распредвалом получила натяжитель. Наконец, впускной коллектор выполнили отдельной деталью.
В таком виде Series 314 просуществовал два года, после чего был заменён на более крупный Series 341 (очевидно, названный по рабочему объему: 341 cui или 5,6 л, получаемых как 84 х 125 мм). Мощность незначительно выросла до 90 л.с. Конструктивно, Cadillac продолжали использовать два раздельных блока цилиндров, а картер по-прежнему выполнялся отдельной деталью из меди и алюминия.
Наконец, с 1930 по 1935 год все Cadillac с V8 именовались Series 355 потому, что двигатель вновь вырос в объеме до 355 cui (5,8 л) за счёт незначительного увеличения диаметра цилиндра до 86 мм. В отличие от Series 341, картер стали отливать из чистого алюминия. Мощность официально составляла «свыше 95 л.с.» в первые два года, а для автомобилей 1932 модельного года мотор обновили, изменив коллектора и, наконец-то, внедрив более прогрессивный дизайн карбюратора.
Это позволило увеличить мощность до 115 л.с. В дальнейшем, поднятие степени сжатия до 6,25:1 сделало Series 355 уже 130-сильным к 1935 году, но время требовало радикального обновления конструкции.
Monobloc «322» (1936-40) и «346» (1936-48)
К 1930-м годам американцам окончательно перестало хватать 6 цилиндров. Большинство марок перешло на рядные «восьмёрки», а в верхнем ценовом диапазоне соревновались V12 и V16. Cadillac впечатляюще предлагал и то, и другое одновременно, но для более доступных машин марки все равно остались верны именно V8. После появления на рынке таких двигателей с единым блоком (вначале Viking, Oakland и Pontiac, но особенно — Ford с его огромным объемом выпуска), предыдущая конструкция Cadillac «L-head» стремительно устарела и, к 1935 модельному году конструкторы марки создали свой вариант цельнолитого V8. За данную особенность это поколение двигателей Cadillac обычно так и именуют — «monobloc».
Конструктивно, ничего невероятного в новом двигателе не было, а технологическая проблема заключалась в разработке метода отливки столь сложной детали единым целым. General Motors уже доводилось решать эту задачу для моторов Viking и Pontiac, но объемы их выпуска были меньше, чем у Cadillac. Конкурентам из Ford пришлось перестроить производство, чтобы достичь успеха, и именно благодаря огромным объемам выпуска Ford, а не GM, считаются «отцами» цельнолитого V8 (справедливости ради, стоит заметить, что первый V8 с единым блоком вообще изготавливался компанией Ferro из Кливленда в 1916-18 годах). Конечно, Cadillac пришлось разрабатывать собственные методы и, в целом, их двигатель не слишком похож на появившийся ранее Ford. Например, нет выхлопа через блок (что мешает охлаждению у Ford), используется одна водяная помпа вместо двух, а трамблёр находится сверху. В остальном моторы схожи, поскольку конструкция с клапанами внутри блока не предполагает широкого простора для творчества. Зато, ещё одной новинкой от Cadillac были гидрокомпенсаторы, причем иной конструкции, нежели на их V12 и V16: для «sidevalve» это особенно актуально, так как подобраться к клапанам, не разбирая весь двигатель, невозможно.
Ещё одним отличием от прошлых моторов Cadillac и схожестью с Ford стала система впуска. У ранних V8 была проблема с подачей топлива через однокамерный карбюратор и Cadillac долго игнорировали ее решение. Наконец, в «моноблочных» двигателях применили двухкамерный карбюратор Stromberg и соответствующий впускной коллектор, спроектированный таким образом, чтобы из одной камеры карбюратора топливо попадало в четные цилиндры, а из другой — в нечётные.
Изначально, в 1936 году Monobloc V8 появился в двух вариантах. Базовым был «322» (322 cui или 5,3 л) с диаметром цилиндра 3,375″ и ходом поршня 4,5″ (85,7 х 114,3 мм). При степени сжатия 6,25:1 мощность составляла 125 л.с. Такой мотор шел в машины Cadillac Series 60. А вот старшие Series 70 и Series 75 получили 135-сильный мотор «346», увеличенный в обьеме до 5,7 л (346 cui) за счёт диаметра цилиндра 3,5″ (88,9 мм).
В 1937 году «322» мощностью 125 л.с. перешёл в распоряжение дочерней марки LaSalle взамен рядного шестицилиндрового и в неизменном виде просуществовал до самого конца этой марки в 1940 году. В то же время младшие Cadillac оснащались 135-сильными «346», оставаясь в тени V12 и V16. Только более престижные Series 75 получили вариант со степенью сжатия 6,7:1 и чуть большей мощностью — 140 л.с. Затем, в 1941 году в рамках оптимизации затрат, V8 стал единственным мотором Cadillac. Заодно, поскольку прекратились продажи LaSalle, то «346» остался еще и единственным выпускающимся вариантом этого двигателя. От поддержки двух разновидностей тоже отказались, но теперь степень сжатия составляла 7,25:1, а мощность — 150 л.с. Этот же агрегат в неизменном виде применялся и в 1942 году.
К тому времени в конструкторском бюро давно шла работа над следующим поколением V8, но вмешалась война. Производство гражданских автомобилей остановили вскоре после начала 1942 модельного года, зато Cadillac V8 использовали в лёгких танках M5 Stuart. Ранее, в аналогичные танки M3 ставили радиальные авиамоторы, но в военных условиях их было целесообразнее применять в самолётах. Каждый танк оснащался двумя двигателями мощностью 110 л.с. каждый и двумя автоматическими трансмиссиями Hydra-Matic, которые появились всего лишь двумя годами ранее.
Помимо M5, эти двигатели ставились на лёгкий танк M24 Chaffee, производившийся Cadillac в 1944-45 годах, зенитную установку M19 и самоходную 105-мм гаубицу M37 на том же шасси, а также десантную амфибию LVT. Танковые моторы в деталях отличались от гражданских и даже пережили несколько обновлений конструкции (скажем, в танках M5 двигатели стояли под углом, поэтому у левого и правого отличаются впускные коллекторы). Работа над военной техникой, кстати, помогла инженерам General Motors улучшать и свои обычные продукты в дальнейшем — особенно это касалось АКП Hydra-Matic.
По окончанию войны американские потребители готовы были покупать любые легковые автомобили, лишь бы они были новыми. Так что, все марки сосредоточились на том, чтобы максимально оперативно возобновить производство довоенных моделей с минимальными доработками. В то же время, инженеры и дизайнеры занялись созданием совершенно новых машин и агрегатов, но для их появления требовалось несколько лет, в которые нереально было эффективно уделять внимание доработке уже существующих.
Тем временем, компания готовилась предложить совершенно новый V8 с клапанами в ГБЦ к 1949 модельному году. Этот мотор считается первым современным V8 и до сих пор принципиально не устарел.
