Его величество: как устроены гоночные моторы JZ для топового дрифта в России

Разнообразие машин в отечественном дрифте впечатляет. В высшей лиге Российской Дрифт Серии представлены свежий Nissan Z-серии, классическая Silvia, культовая Toyota Supra A80 и новенькая A90, BMW всевозможных моделей и поколений, пару лет назад была даже Lada — «Царь-Жига» Фёдора Воробьёва, хотя от оригинала там остались только общие очертания кузова. Но есть кое-что, их объединяющее.

А именно — двигатели Toyota JZ-серии под капотом. Конечно, правила RDS к этому не обязывают, поэтому в чемпионате есть несколько участников, выбравших другие моторы. Но это скорее исключения, подтверждающие правило.

В чём причина такого единодушия? За ответом на этот вопрос мы обратились в команду Fresh Racing, на счету которой три титула в командном зачёте RDS GP и многочисленные победы на этапах, хотя чемпионство в личном зачёте от них уже в который раз ускользает. А рассказать нам все секреты японских рядных «шестёрок» согласился один из самых опытных и именитых мотористов в российском дрифте, Денис Пономарёв.

Начинал спортивную карьеру он больше 20 лет назад, ещё в драг-рейсинге, где отдача двигателя — главный фактор победы. Денис завоевал немало призов на Mitsubishi Lancer Evo II, выжав из его четырёх цилиндров всё, что можно. Потом познакомился с Георгием Чивчяном и подсел на дрифт — у Пономарёва была Silvia S13 со «смолл-блоком» V8 Chevrolet, потом — Toyota Mark II. Ещё много настраивал клиентские двигатели (в том числе новому чемпиону РДС ГП Антону Козлову), что дало богатый опыт — через руки моториста прошли десятки разных конфигураций, как удачных, так и не очень. Самому экспериментировать в подобных масштабах не хватит ни времени, ни денег. «Получается хорошая статистика, что можно взять для хорошего сетапа», — поясняет Денис.

По мнению Дениса, у тойотовского мотора множество преимуществ перед альтернативными агрегатами. Во-первых, JZ прекрасно поддаётся форсировке: этому способствует «квадратная» геометрия с одинаковым диаметром цилиндра и ходом поршня, а прочный чугунный блок позволяет «выдуть» из мотора втрое больше паспортной отдачи c сохранением приличного ресурса.

Во-вторых, в изобилии есть тюнинговое «железо» — можно использовать готовые решения от лучших брендов Японии и США. Наконец, мотор сравнительно доступен: в отличие, например, от ниссановского RB26DETT, который ставили на Skyline GT-R, это был по-настоящему массовый агрегат. За 17 лет производства Toyota выпустила просто космический тираж «джей-зетов», так что спортсмены до сих пор покупают моторы б/у в пристойном состоянии за вполне умеренные деньги.

Впрочем, в гонках, где нет места компромиссам, эти аргументы вряд ли сыграли бы решающую роль. А вот конструктивные особенности реально сделали JZ легендой.

Рядную «шестёрку» Пономарёв считает едва ли не идеалом — во всяком случае для дрифта. Главное, что JZ простой: с одной стороны у него впуск, на противоположной — выпуск. Работать с ним удобно, а отремонтировать можно максимально быстро.

Для сравнения: V-образный двигатель скомпонован куда плотнее, сам мотор сложнее, и обслуживать его тяжелее — две головки, два выпускных коллектора, два дросселя, две турбины, две приёмные трубы. И под капотом теснее. Даже если ты идеально знаешь конструкцию, замена или ремонт двигателя во время гонок займёт больше времени.

Поэтому Денис, хотя собаку съел на «джей-зетах», хвалит и текущее поколение рядных «турбошестёрок» BMW — серий B58 и S58. Другой вопрос, что эти двигатели с непосредственным впрыском сложнее — и по настройке, и по «железу». А ещё их потенциал ограничивает меньший диаметр цилиндров. В отечественном дрифте с баварскими моторами пока работает только Никита Шиков.

Производство JZ-серии свернули без малого двадцать лет назад — в 2007 году. Но «живых» трёхлитровых двигателей всё ещё много, так что основу для гоночного мотора можно приобрести за очень умеренные деньги. Потому что вовсе не обязательно искать редкую и дорогую турбоверсию 2JZ-GTE, которую ставили на купе Toyota Supra и седаны Aristo.

У атмосферного мотора 2JZ-GE блок точно такой же: не хватает лишь форсунок охлаждения поршней и канала для подачи масла на турбину — всё это решается несложными станочными работами. А головка цилиндров, хоть и сильно отличается формой газовых каналов и компоновкой рубашки охлаждения, тоже прекрасно подходит для постройки турбомотора. «Пустой» блок 2JZ обойдётся примерно в 40–50 тысяч рублей, атмосферный мотор в сборе — где-то в 120–150 тысяч (гораздо дешевле турбоверсии).

Наконец, существует достаточно массовый «экологичный» вариант 2JZ-FSE с непосредственным впрыском. Гоночные инженеры его не любят, но в качестве донора «низа» он подходит не хуже других. Надо только найти для него обычную GTE- или GE-головку.

Также стоит упомянуть так называемый 1,5JZ-GTE. Toyota никогда не выпускала двигатель с таким индексом, но в тюнинге обозначение «полтора джей-зет» в ходу. Так называют гибрид с трёхлитровым блоком 2JZ и ГБЦ от более скромного мотора 1JZ объёмом 2,5 литра. Строить такой с нуля вряд ли оправдано: на высоких оборотах отдачу двигателя ограничивает головка с небольшими каналами.

Зато это отличный вариант бюджетного апгрейда, если у вас уже стоит серьёзно подготовленный 1JZ-GTE: достаточно собрать новый «низ» на высоком блоке и длинноходном коленвале от 2JZ. К слову, есть у «полтора джей-зета» и неоспоримые достоинства: благодаря более узким каналам в головке у него лучше тяга на средних оборотах. Такой мотор установлен, например, на «Мазде» омского дрифтера Станислава Антропова.

Как построить мощный и надёжный мотор Toyota для дрифта? Вот несколько проверенных решений от Дениса Пономарёва.

Если ехать в RDS Open (младшей лиге Российской Дрифт Серии), сочинском зимнем чемпионате Systeme Electric Drift Challenge или белорусском кубке Gorilla Drift Pro2, то двигатель на 600–700 сил обеспечивает вполне конкурентоспособный уровень.

Для этого 2JZ-GTE нужно доработать, но масштабы переделок не так уж велики. Штатных трёх литров рабочего объёма достаточно, и стандартный коленвал прекрасно подходит — он стальной, очень крепкий. А вот поршни понадобятся кованые, и в пару к ним — тюнинговые шатуны. Стандартные долго не проживут, и дело даже не в высокой мощности. В дрифте мотор должен «везти» с 4000 до 8000 об/мин. Тойотовские шатуны на такие обороты не рассчитаны — ни по болтам, ни по прочности самой детали.

Оптимальной турбиной Денис считает Garrett серии G30 в комплекте с 770-м или 900-м компрессором: первый даст примерно 620 сил, второй — в районе 700 сил. Ну а желающие сэкономить могут выбрать турбокомпрессор китайской марки Pulsar Turbo Systems. Впускной коллектор вполне можно сохранить штатный: он немного обрежет «верха» в угоду тяге на низких и средних оборотах. Хорошо сделанный мотор этого уровня обойдётся в 1 000 000-1 500 000 рублей.

Такой двигатель разумнее всего эксплуатировать на спортивном топливе с октановым числом 102–108. На первый взгляд, это лишь немногим выше, чем у «сотого» с колонки. Но у гоночного бензина и качество стабильнее, и кислород в составе гарантирует повышенную мощность.

А вот в высшей лиге российского дрифта — чемпионате RDS GP — этого будет мало. В первую очередь дело в обилии ходовых трасс: таких, как Moscow Raceway, «Игора Драйв» или «Нижегородское кольцо». Там и темп выше — в поворотах скорость достигает 120–140 км/ч, и конкуренция острее — оттого участники выжимают зацеп из шин до последней капли.

В топовой серии, чтобы ехать на уровне, требуется уже около 900 сил. Нужды в бо́льшей отдаче нет, поскольку всё упирается в возможности моношины Linglong шириной 265 мм. И такой JZ отличается от «стандарта» куда сильнее. Можно немного сэкономить и снять желаемую мощность с трёх литров — используя штатный коленвал. Но это уже близко к пределу. Лучше всё-таки немного увеличить объём: при помощи строкер-кита (коленвал + шатуны) довести его до 3,2–3,4 литра. У моторов команды Fresh Racing диаметр цилиндра наращен до 86,5 мм, ход поршня увеличен до 94 мм: итого 3314 см³ рабочего объёма.

Нужен и более крупный нагнетатель — с компрессорным колесом диаметром 66–68 мм. А ещё более широкофазные распредвалы и кастомный впускной коллектор, дающий мотору больше «дыхания» на высоких оборотах, с 6000 до 8000 об/мин. К слову, в команде Fresh Racing настраивают «отсечку» выше, на 8300–8500 об/мин. Хотя крутить мотор до максимальных оборотов Денис не советует — страдает надёжность. После 8500 об/мин проблемы с клапанами, пружинами и даже шатунными вкладышами гарантированы.

На оборотах свыше 8 тысяч, при срабатывании «отсечки», когда сгорание нестабильно, клапаны могут встретиться с поршнями. Поэтому обязательный минимум — это более жёсткие клапанные пружины, заводские уже не справляются. Сами клапаны для экономии можно оставить стандартные — ресурс у них вполне приемлемый: некоторые моторы во Fresh Racing собирали именно так. Хотя надёжнее использовать гоночные компоненты, более лёгкие и прочные: клапаны Ferrea, кастомные стаканчики-толкатели, упорные тарелки из титана.

Тем поразительнее, что топовый 900-сильный двигатель всё ещё можно собрать на стандартном блоке цилиндров, и он будет жить! Правда, ожидать легендарной тойотовской надёжности не стоит. Денис объясняет, что в дрифте мотор работает в крайне рваном режиме. Под большой нагрузкой, на максимальном давлении наддува и раннем зажигании, бывает, не выдерживают и трескаются стенки цилиндров.

Но и на эту беду существует ответ — специальные усиленные блоки цилиндров. Вот преимущество работы с культовым мотором, на который полно тюнинговых деталей. Например, литой чугунный блок Iron Eagle американской фирмы Dart с более толстыми стенками и крышками коренных подшипников на четырёх болтах — он разрабатывался для драг-рейсинга и стоит около 6000 долларов. Тяжелее штатного, зато держит до 2,5 тысячи сил! Либо выточенный из алюминия блок со стальными гильзами и объединёнными бугелями коленвала. Он вряд ли слабее чугунного, но дороже (около 10 000 долларов), зато намного легче.

Такой мотор выйдет уже ощутимо дороже (2,5–3,5 миллиона рублей) за счёт строкер-кита (около 500 тысяч), гоночного блока цилиндров, «сухого картера». Все моторы в команде Fresh Racing оснащены системой смазки с выносным маслобаком и многосекционным маслонасосом. Хотя это не строго обязательно: в команде Lukoil Racing успешно применяют обычный поддон грамотно подобранной формы — он тоже даёт стабильное давление.

Кстати, в дрифте меньший вес двигателя не обязательно станет преимуществом. В Fresh Auto обнаружили, что с лёгким передком машина хуже встаёт в занос. Пришлось догружать «морду» балластом. Так что за лёгкость можно было не переплачивать.

Ревущий на восьми тысячах турбомотор, плюющийся пламенем из выхлопных труб, зрителям кажется непредсказуемым и опасным. Но на деле двигатели настраивают так, чтобы не было взрывного роста момента, а гонщику было удобно контролировать педалью газа, сколько тяги ему нужно на колёсах.

Это важно вдвойне, поскольку используемое в чемпионате моноколесо Linglong не даёт такого держака, как применявшиеся прежде шины Achilles или Westlake. С ним важно не допустить излишней пробуксовки и не «замылить» покрышки — чтобы получить хороший зацеп и максимальный темп перед постановкой.

Пономарёв объясняет, что добиться хорошей отзывчивости помогают увеличенный за счёт строкер-кита рабочий объём и меньшее соотношение R/S (длины шатуна к ходу поршня) — такой мотор получается более «низовым». При ходе поршня 94 мм и длине шатуна 142 мм R/S составляет 1,51 против 1,651 у стандартного 2JZ.

Если мотор оборудован фазовращателем на выпуске, это тоже полезно: поворот выпускного распредвала помогает немного быстрее «раздуть» турбину (но для JZ это неактуально — у них фазовращатели ставились только на впускном валу). Денис даже заметил, что порой на скользких шинах бóльшую скорость показывают обладатели не самых мощных моторов — просто потому, что их легче контролировать! Логично, хоть и контринтуитивно.

А чтобы двигатель не проваливался в турбояму, наддув «подкручивают» при помощи антилага. Это важно, когда за очень медленным поворотом идёт ходовая дуга — пилот может не иметь возможности вовремя переключиться, либо между передаточными числами в коробке оказывается слишком большой разрыв. Тогда вся связка проходится на одной передаче, и антилаг помогает не «упасть» по оборотам и моменту. Система здесь проще, чем в чемпионате WRC, где в выпускной коллектор дополнительно подают воздух со впуска. Она лишь немного приоткрывает дроссель и даёт позднее зажигание, чтобы смесь догорала на выпуске, раскручивая турбину. 

Столь серьёзно подготовленному двигателю нужен блок управления с широкими возможностями настройки. Таких на рынке предостаточно: подешевле — Haltech, ECUmaster, Link ECU; подороже — Motec.

Для «боевых» машин команды Fresh Racing Пономарёв отдаёт предпочтение блоку Motec M1. Его привлекло не только удобство настройки, но и широкие возможности сбора и анализа данных. Сейчас в команде используют только первый уровень дата-логгинга: он позволяет записывать 200 каналов данных с частотой 200 Гц. Пишутся угол открытия дроссельной заслонки и обороты двигателя, все температуры (в том числе выхлопа из каждого цилиндра), давления, обороты турбокомпрессора, показания лямбда-зонда и многое другое.

На любительском уровне это, пожалуй, избыточно. А вот в профессиональном дрифте, где у вас есть считаные минуты на ремонт, данные невероятно ускоряют диагностику неисправностей. Вышел из строя датчик, утечка воздуха из-за трещины в патрубке или в одном из цилиндров беднит смесь? Всё сразу будет видно по телеметрии.

В дрифте охлаждение агрегатов — больной вопрос. Двигатель большу́ю часть времени работает в режиме максимальной мощности, а это значит, что 900-сильному мотору нужно рассеивать свыше 200 кВт тепла. Вот только скорость машины невелика (чаще 70–80 км/ч), а передок автомобиля почти не обдувается…

Поэтому радиаторы в дрифте выносят назад. Правда, возможностей даже крупного теплообменника всё равно оказывается мало: обычно они рассеивают менее сотни киловатт. Но с этой проблемой мирятся, рассчитывая на инерцию системы — благо заезды длятся всего полминуты: за это время лишнее тепло уходит в нагрев блока цилиндров и антифриза (которого в системе аж 20 литров). И если на старте заезда охлаждающая жидкость имеет температуру 80°С, то на финише — уже около сотни.

А вот для охлаждения сжатого воздуха на впуске вполне хватает интеркулера спереди — хотя и огромного, с диффузором и вентилятором сзади. Впрыск водометанольной смеси в наших условиях не нужен (но где-нибудь в жарких Эмиратах будет полезен).

Вообще в команде Fresh Racing серьёзно относятся именно к ремонтопригодности машин. Турбины предпочитают собранные на V-band-хомутах и с такими же креплениями турбины к коллектору. Используют быстроразъёмные соединения в гидроприводе сцепления — они не требуют прокачки после рассоединения.

С проводкой на виброустойчивых авиационных «быстроразъёмах» смена двигателя здорово облегчается: достаточно одним движением отключить мотор от бортовой электросети, отсоединить патрубки — и его можно вытаскивать.

По словам Дениса, на замену двигателя уходит 1,5–2 часа. Но если ясно, что поломка не очень серьёзная и мусора в масляной системе нет, то можно справиться и за час — «выкатить» один мотор, «закатить» другой.

По его словам, при некотором везении аккуратно собранный «джей-зет» может без поломок отъездить весь сезон. Хотя всерьёз рассчитывать на везение профессиональная команда не может. Поэтому на любой этап везут запасные двигатели. А после соревнований моторы вынимают из машин и проводят углублённую инспекцию.

В этом году у Fresh Racing две машины из четырёх проехали весь сезон на единственном моторе. У Дамира Идиятулина неприятность случилась в Мячкове — обломок клапана упал в цилиндр, повредив гильзу. А у Сергея Кузнецова обнаружилась трещина в коленвале. Не так уж много проблем для 900-сильных монстров.