Dzisiaj zbadamy silnik montowany w kultowych samochodach Volkswagen Garbus i jego pochodnych. Zobaczymy, co było kluczem do sukcesu wynalazku Ferdinanda Porsche i dlaczego jego produkcja trwała ponad 65 lat.
Silnik Volkswagena Garbus — konstrukcja i charakterystyka techniczna
Początkowo ten 4-cylindrowy silnik typu bokser miał pojemność 985 centymetrów sześciennych. Jego wał korbowy obracał się z prędkością 3000 obr./min i rozwijał ogromną moc, wynoszącą 23 konie mechaniczne.
W przeciwieństwie do Henry'ego Forda, Ferdinand Porsche preferował silniki: krótko skokowe, czyli z szerokimi tłokami, krótkimi skokami i wyższymi obrotami, uzyskując w ten sposób większą moc z małej pojemności skokowej. Większość jego części została wykonana z aluminium, co zapewnia niską wagę i doskonałe przewodnictwo cieplne. Wał korbowy i korbowody zrobione są ze stali, cylindry z żeliwa.
Stopień sprężania wynosił 5,6, co pozwalało na normalną pracę silnika na niskiej jakości niemieckim paliwie z czasów II wojny światowej, które początkowo dostarczano ze Związku Radzieckiego, a następnie wytwarzano przez destylację węgla. Silnik ten miał rzadką wówczas konfigurację cylindrów skierowanych ku sobie, tj. był przeciwny i wykorzystywał pojedynczy wałek rozrządu do napędzania zaworów.
Prędkość obrotowa wałka rozrządu była o połowę mniejsza niż ta wału korbowego. Napęd odbywał się poprzez koła zębate, które służyły przez cały cykl pracy silnika i nie wymagały wymiany. Nie zastosowano odpowiednio łańcucha ani paska rozrządu.
Wałek rozrządu znajdował się poniżej wału korbowego, co zapewniało dobre smarowanie olejem nadpływającym z cylindrów. Zębata pompa olejowa była połączona bezpośrednio z wałkiem rozrządu. Do chłodzenia oleju wykorzystano chłodnicę umieszczoną w obudowie wentylatora.
Układ chłodzenia powietrza VW Garbus
W porównaniu z 20-konnym silnikiem Forda T o pojemności 2,9 litra, ten od Garbusa miał nieco większą moc. Acz jednocześnie 3 razy mniejszą pojemność. To prawda, że został opracowany 20 lat później.
Zawory w silniku Garbus znajdowały się w głowicy cylindrów, natomiast w Fordzie T miały je w samym bloku. Zamontowanie zaworów w głowicy znacznie poprawiło napełnianie cylindrów mieszanką palną, a także oczyszczanie gazów spalinowych przy dużych prędkościach. Komora spalania miała kształt cylindryczny z płaskim dnem i pionowo umieszczonymi zaworami.
Zawory napędzane były poprzez laskę i regulowane śrubem dźwignię. Zawory dolotowe umieszczono pośrodku, a wydechowe były przesunięte na bok. Z każdego cylindra wychodziła oddzielna rura prowadząca do kolektora wydechowego. Wszystkie części silnika, takie jak cylindry oraz głowice, były niezależne, dzięki czemu możliwa była jego odbudowa od podstaw, poprzez proste wymiany, bez konieczności stosowania szlifierki.
Silniki Garbusa a potencjał ich wykorzystania
Jak wiadomo, projektantem całości był Ferdinand Porsche — fan silników chłodzonych powietrzem. Powiedział, że ono nigdy nie wrze i nie zamarza. Jednym słowem: silnik samochodowy Garbus był w stanie pracować w każdym klimacie. Na przykład w zimnej Rosji, gdzie nigdy nie dotarł i gdzie pękają bloki cylindrów, gdy zamarza woda, a także na afrykańskiej pustyni, gdzie tego naturalnego zasobu jest mało. Kubelwagen, wojskowa wersja Garbusa, był wyposażony w ten sam silnik. Samochód dostarczono armii niemieckiej, a jego nakład osiągnął 50 tysięcy wyprodukowanych sztuk.
Ten niewielki pojazd w wyniku wykorzystania danego silnika był bardzo lekki, służąc jednocześnie jako terenówka dzięki mechanizmowi różnicowemu ZF o ograniczonym poślizgu. Oznacza to, że nie miał napędu na wszystkie koła, jak jego konkurent Jeep Willys, ale nawet bez tego Kubelwagen mógł bez problemu jeździć po każdym obszarze i podążać za czołgiem w błocie.
Z powodu braku chłodzenia wodą, silnik był dosłownie kuloodporny, co zwiększało niezawodność w boju. Willys Jeep miał chłodnicę z przodu, więc wystarczyło jedno trafienie kulą, aby wyłączyć go z pola walki.
Rozwój i modyfikacje
W silniku zastosowano wentylator napędzany paskiem, umieszczony w kanale powietrznym, który kierował go do często żebrowanych cylindrów.
Dzięki prawie płaskiej konstrukcji środek ciężkości samochodu przesunął się znacznie w dół, pozostawiając w górnej części miejsce na montaż całego układu chłodzenia powietrzem. Przeciwna konfiguracja umożliwiła również równomierne chłodzenie, w przeciwieństwie do 4-cylindrowych silników rzędowych, w których dwa środkowe cylindry były poddawane większemu obciążeniu termicznemu.
Silnik ten został później zmodyfikowany i jego pojemność wzrosła z 985 cm³ do 1131, a następnie w 1954 r. do 1192 cm³. Dzięki większym zaworom i nowemu gaźnikowi osiągał moc 36 koni mechanicznych, obracając się z prędkością prawie 4000 obr./min.
Instalacja elektryczna początkowo miała napięcie 6 woltów, ale w 1975 roku przygotowano nową instalację elektryczną o napięciu 12 V. Aby zapalić iskrę, zastosowano cewkę wysokiego napięcia i dystrybutor. Kolejność zapłonu to 1-4-3-2.
Od momentu powstania w latach przedwojennych posiadał już system automatycznego ustawiania czasu zapłonu typu odśrodkowego. Oznacza to, że za każdym razem, gdy obroty wzrastały, zapłon następował wcześniej i odwrotnie. Pozwoliło to uniknąć detonacji i zwiększyć moc. Później dodano układ podciśnieniowy do ustawiania czasu zapłonu. Te dwa układy rozrządu Garbusa były bardzo zaawansowane i wydajne jak na tamte czasy. A poza tym były automatyczne.
Mieszankę paliwa zapewniał jeden centralny gaźnik, później zastąpiony dwoma osobnymi, co umożliwiło zwiększenie mocy. Pod koniec produkcji zamontowano wtrysk elektroniczny. Ulepszono także układ wydechowy poprzez uwzględnienie dwóch oddzielnych kolektorów wydechowych. W miarę upływu lat pojemność skokowa stale rosła i sięgała 1,6 litra, a moc 50 koni mechanicznych.
Skrzynia biegów Garbusa miała 4 biegi do przodu i jeden wsteczny. Zastosowano przekładnie śrubowe. Z upływem czasu skrzynia otrzymała synchronizatory, które poprawiły prędkość zmiany biegów.
Produkowano także wersje z 3-biegową automatyczną.
Dzięki tylnemu silnikowi i tylnym napędom nie było potrzeby stosowania ciężkiego kardana, co zmniejszyło masę samochodu.
Historia sukcesu oraz pola wykorzystania na przestrzeni lat
W 1974 roku wielkość produkcji Volkswagena Garbusa przekroczyła liczbę Forda T i stał się on najlepiej sprzedającym się pojazdem w historii z 15 milionami egzemplarzy.
Ostatni klasyczny Garbus zjechał z linii montażowej fabryki w Meksyku w 2003 roku, skonstruowano wówczas 21,5 miliona samochodów.
Kolejny model New Beetle produkowany był do 2019 roku, jednak było to już inne auto, stylizowane na Garbusa, z silnikiem chłodzonym wodą.
Tak naprawdę, choć silnik na przestrzeni czasu ulegał jedynie niewielkim zmianom, zawsze zachowując swą istotę i prostotę, liczba modyfikacji, jakim został poddany, przekracza 2 tysiące. Dostępne są takie o pojemności od 800 cm³ do 1600 cm³, a nawet dwulitrowe. Różne typy tłoków do zmiany kompresji, która zaczynała się od 5,6 i do dziś osiągnęła wartości standardowe 9-10. Postęp wpłynął także na układ napędowy, od najprostszego gaźnika po elektroniczny układ wtryskowy. Zainstalowano nawet katalizator, aby dostosować emisję do norm środowiskowych.
Tak naprawdę był to najczęściej produkowany samochód w historii, choć plasuje się na czwartej pozycji. Jego zmiany okazywały się niewielkie w porównaniu z Toyotą Corollą, która zachowała jedynie nazwę, pod którą sprzedawano zupełnie inne pojazdy.
Chłodzony powietrzem silnik Volkswagena, zaprojektowany przez Ferdinanda Porsche, był niegdyś dziełem inżynierii. Dzięki niemu Garbus przetrwał ponad 65 lat produkcji, brał udział w konfliktach zbrojnych i pracował jako taksówka. Silnik kontynuował swoją pracę w minibusie T1, który był używany we wszystkich dziedzinach życia, w tym w karetkach pogotowia, furgonetkach dostawczych i kultowym hipisowskim kamperze.
Inną opcją był Thing, który w dużej mierze kopiował Kubelwagena i był dostępny w wersjach cywilnych. W latach pięćdziesiątych Garbusa używano również jako traktor ze względu na napęd na tylne koła i doskonałe właściwości terenowe.
Nie sposób nie zauważyć jego wysokiej niezawodności. Bardzo podobna wersja silnika była również pierwotnie stosowana w specjalnym samochodzie testowym Porsche i utorowała drogę dla przyszłości chłodzonego powietrzem 911, napędzanego silnikami typu bokser, ale z 6 cylindrami.
Silnik VW Garbus znalazł sobie miejsce nawet w lotnictwie. Służy jako jednostka napędowa w wielu samolotach konstrukcji amatorskiej. Niektórzy konstruktorzy stosują nawet połowę tego silnika na ultralekkich statkach.
Silnik Volkswagena Garbus — konstrukcja i charakterystyka techniczna
Początkowo ten 4-cylindrowy silnik typu bokser miał pojemność 985 centymetrów sześciennych. Jego wał korbowy obracał się z prędkością 3000 obr./min i rozwijał ogromną moc, wynoszącą 23 konie mechaniczne.
W przeciwieństwie do Henry'ego Forda, Ferdinand Porsche preferował silniki: krótko skokowe, czyli z szerokimi tłokami, krótkimi skokami i wyższymi obrotami, uzyskując w ten sposób większą moc z małej pojemności skokowej. Większość jego części została wykonana z aluminium, co zapewnia niską wagę i doskonałe przewodnictwo cieplne. Wał korbowy i korbowody zrobione są ze stali, cylindry z żeliwa.
Stopień sprężania wynosił 5,6, co pozwalało na normalną pracę silnika na niskiej jakości niemieckim paliwie z czasów II wojny światowej, które początkowo dostarczano ze Związku Radzieckiego, a następnie wytwarzano przez destylację węgla. Silnik ten miał rzadką wówczas konfigurację cylindrów skierowanych ku sobie, tj. był przeciwny i wykorzystywał pojedynczy wałek rozrządu do napędzania zaworów.
Prędkość obrotowa wałka rozrządu była o połowę mniejsza niż ta wału korbowego. Napęd odbywał się poprzez koła zębate, które służyły przez cały cykl pracy silnika i nie wymagały wymiany. Nie zastosowano odpowiednio łańcucha ani paska rozrządu.
Wałek rozrządu znajdował się poniżej wału korbowego, co zapewniało dobre smarowanie olejem nadpływającym z cylindrów. Zębata pompa olejowa była połączona bezpośrednio z wałkiem rozrządu. Do chłodzenia oleju wykorzystano chłodnicę umieszczoną w obudowie wentylatora.
Układ chłodzenia powietrza VW Garbus
W porównaniu z 20-konnym silnikiem Forda T o pojemności 2,9 litra, ten od Garbusa miał nieco większą moc. Acz jednocześnie 3 razy mniejszą pojemność. To prawda, że został opracowany 20 lat później.
Zawory w silniku Garbus znajdowały się w głowicy cylindrów, natomiast w Fordzie T miały je w samym bloku. Zamontowanie zaworów w głowicy znacznie poprawiło napełnianie cylindrów mieszanką palną, a także oczyszczanie gazów spalinowych przy dużych prędkościach. Komora spalania miała kształt cylindryczny z płaskim dnem i pionowo umieszczonymi zaworami.
Zawory napędzane były poprzez laskę i regulowane śrubem dźwignię. Zawory dolotowe umieszczono pośrodku, a wydechowe były przesunięte na bok. Z każdego cylindra wychodziła oddzielna rura prowadząca do kolektora wydechowego. Wszystkie części silnika, takie jak cylindry oraz głowice, były niezależne, dzięki czemu możliwa była jego odbudowa od podstaw, poprzez proste wymiany, bez konieczności stosowania szlifierki.
Silniki Garbusa a potencjał ich wykorzystania
Jak wiadomo, projektantem całości był Ferdinand Porsche — fan silników chłodzonych powietrzem. Powiedział, że ono nigdy nie wrze i nie zamarza. Jednym słowem: silnik samochodowy Garbus był w stanie pracować w każdym klimacie. Na przykład w zimnej Rosji, gdzie nigdy nie dotarł i gdzie pękają bloki cylindrów, gdy zamarza woda, a także na afrykańskiej pustyni, gdzie tego naturalnego zasobu jest mało. Kubelwagen, wojskowa wersja Garbusa, był wyposażony w ten sam silnik. Samochód dostarczono armii niemieckiej, a jego nakład osiągnął 50 tysięcy wyprodukowanych sztuk.
Ten niewielki pojazd w wyniku wykorzystania danego silnika był bardzo lekki, służąc jednocześnie jako terenówka dzięki mechanizmowi różnicowemu ZF o ograniczonym poślizgu. Oznacza to, że nie miał napędu na wszystkie koła, jak jego konkurent Jeep Willys, ale nawet bez tego Kubelwagen mógł bez problemu jeździć po każdym obszarze i podążać za czołgiem w błocie.
Z powodu braku chłodzenia wodą, silnik był dosłownie kuloodporny, co zwiększało niezawodność w boju. Willys Jeep miał chłodnicę z przodu, więc wystarczyło jedno trafienie kulą, aby wyłączyć go z pola walki.
Rozwój i modyfikacje
W silniku zastosowano wentylator napędzany paskiem, umieszczony w kanale powietrznym, który kierował go do często żebrowanych cylindrów.
Dzięki prawie płaskiej konstrukcji środek ciężkości samochodu przesunął się znacznie w dół, pozostawiając w górnej części miejsce na montaż całego układu chłodzenia powietrzem. Przeciwna konfiguracja umożliwiła również równomierne chłodzenie, w przeciwieństwie do 4-cylindrowych silników rzędowych, w których dwa środkowe cylindry były poddawane większemu obciążeniu termicznemu.
Silnik ten został później zmodyfikowany i jego pojemność wzrosła z 985 cm³ do 1131, a następnie w 1954 r. do 1192 cm³. Dzięki większym zaworom i nowemu gaźnikowi osiągał moc 36 koni mechanicznych, obracając się z prędkością prawie 4000 obr./min.
Instalacja elektryczna początkowo miała napięcie 6 woltów, ale w 1975 roku przygotowano nową instalację elektryczną o napięciu 12 V. Aby zapalić iskrę, zastosowano cewkę wysokiego napięcia i dystrybutor. Kolejność zapłonu to 1-4-3-2.
Od momentu powstania w latach przedwojennych posiadał już system automatycznego ustawiania czasu zapłonu typu odśrodkowego. Oznacza to, że za każdym razem, gdy obroty wzrastały, zapłon następował wcześniej i odwrotnie. Pozwoliło to uniknąć detonacji i zwiększyć moc. Później dodano układ podciśnieniowy do ustawiania czasu zapłonu. Te dwa układy rozrządu Garbusa były bardzo zaawansowane i wydajne jak na tamte czasy. A poza tym były automatyczne.
Mieszankę paliwa zapewniał jeden centralny gaźnik, później zastąpiony dwoma osobnymi, co umożliwiło zwiększenie mocy. Pod koniec produkcji zamontowano wtrysk elektroniczny. Ulepszono także układ wydechowy poprzez uwzględnienie dwóch oddzielnych kolektorów wydechowych. W miarę upływu lat pojemność skokowa stale rosła i sięgała 1,6 litra, a moc 50 koni mechanicznych.
Skrzynia biegów Garbusa miała 4 biegi do przodu i jeden wsteczny. Zastosowano przekładnie śrubowe. Z upływem czasu skrzynia otrzymała synchronizatory, które poprawiły prędkość zmiany biegów.
Produkowano także wersje z 3-biegową automatyczną.
Dzięki tylnemu silnikowi i tylnym napędom nie było potrzeby stosowania ciężkiego kardana, co zmniejszyło masę samochodu.
Historia sukcesu oraz pola wykorzystania na przestrzeni lat
W 1974 roku wielkość produkcji Volkswagena Garbusa przekroczyła liczbę Forda T i stał się on najlepiej sprzedającym się pojazdem w historii z 15 milionami egzemplarzy.
Ostatni klasyczny Garbus zjechał z linii montażowej fabryki w Meksyku w 2003 roku, skonstruowano wówczas 21,5 miliona samochodów.
Kolejny model New Beetle produkowany był do 2019 roku, jednak było to już inne auto, stylizowane na Garbusa, z silnikiem chłodzonym wodą.
Tak naprawdę, choć silnik na przestrzeni czasu ulegał jedynie niewielkim zmianom, zawsze zachowując swą istotę i prostotę, liczba modyfikacji, jakim został poddany, przekracza 2 tysiące. Dostępne są takie o pojemności od 800 cm³ do 1600 cm³, a nawet dwulitrowe. Różne typy tłoków do zmiany kompresji, która zaczynała się od 5,6 i do dziś osiągnęła wartości standardowe 9-10. Postęp wpłynął także na układ napędowy, od najprostszego gaźnika po elektroniczny układ wtryskowy. Zainstalowano nawet katalizator, aby dostosować emisję do norm środowiskowych.
Tak naprawdę był to najczęściej produkowany samochód w historii, choć plasuje się na czwartej pozycji. Jego zmiany okazywały się niewielkie w porównaniu z Toyotą Corollą, która zachowała jedynie nazwę, pod którą sprzedawano zupełnie inne pojazdy.
Chłodzony powietrzem silnik Volkswagena, zaprojektowany przez Ferdinanda Porsche, był niegdyś dziełem inżynierii. Dzięki niemu Garbus przetrwał ponad 65 lat produkcji, brał udział w konfliktach zbrojnych i pracował jako taksówka. Silnik kontynuował swoją pracę w minibusie T1, który był używany we wszystkich dziedzinach życia, w tym w karetkach pogotowia, furgonetkach dostawczych i kultowym hipisowskim kamperze.
Inną opcją był Thing, który w dużej mierze kopiował Kubelwagena i był dostępny w wersjach cywilnych. W latach pięćdziesiątych Garbusa używano również jako traktor ze względu na napęd na tylne koła i doskonałe właściwości terenowe.
Nie sposób nie zauważyć jego wysokiej niezawodności. Bardzo podobna wersja silnika była również pierwotnie stosowana w specjalnym samochodzie testowym Porsche i utorowała drogę dla przyszłości chłodzonego powietrzem 911, napędzanego silnikami typu bokser, ale z 6 cylindrami.
Silnik VW Garbus znalazł sobie miejsce nawet w lotnictwie. Służy jako jednostka napędowa w wielu samolotach konstrukcji amatorskiej. Niektórzy konstruktorzy stosują nawet połowę tego silnika na ultralekkich statkach.
Fajne? Ranking DIY