BMC C сериялы қозғалтқышы: Тарихы мен ерекшеліктері

Кіріспе

BMC C сериясы – 1954 жылдан 1971 жылға дейін өндірілген 6 цилиндрлі автомобиль қозғалтқышы. Остин жасаған A және B сериялы қозғалтқыштардан айырмашылығы, ол Ковентридегі Morris Engines сурет бюросынан шыққандықтан, құрылымы мен дизайны жақын байланыстағы басқа екі үлгіден айтарлықтай ерекшеленеді. Бұл C сериясының мәні бойынша 1948 жылдан 1954 жылға дейін соғыстан кейінгі Morris Six MS және Wolseley 6/80 машиналарында қолданылған 2.2 литрлік, тік 6 цилиндрлі, жоғары орналасқан кәмшафтты қозғалтқыштың кеңейтілген, үстіңгі клапанды нұсқасы болуымен байланысты. Ол сонымен қатар Morris Oxford MO үшін 1.5 литрлік 4 цилиндрлі қозғалтқыштың негізін құрады (жанама клапанды түрінде) және Wolseley 4/50 үшін жоғары орналасқан кәмшафтты түрінде пайдаланылды. Қозғалтқыштың көлемі 2.6-ден 2.9 литрге дейін, цилиндрдің диаметрі ұлғайтылып, сыйымдылығы арттырылды.

Миссия

Қайта қаралып жасалған қозғалтқыш BMC-нің соғыстан бұрынғы әртүрлі конструкциядағы қозғалтқыштары мен Austin-нің соғыс кезінде жасалған BS1 төрт цилиндрлі қозғалтқыштарының мұрасын алмастыру қажеттігі тудырды. Ұзын қозғалтқыш, BMC замандастарына қарағанда шаршырақ болғанымен, құйма темір блок пен цилиндр басы Weslake патенттерін пайдаланды, оның жоғары орналасқан клапандары иінтіректер арқылы басқарылды. Бұрын Riley компаниясы жоғары орналасқан екі кәмшақты, қысқа иінтіректермен, ал Wolseley компаниясы бір кәмшақты қолданған. Екі кәмшақты Riley және OHC Wolseley қозғалтқыштарын жасау қымбатқа түсті, көлемі аз болды және екеуінде де сенімділік мәселелері болды, әсіресе жоғары жүктеме кезінде клапандардың қызып кетуі жиі кездесті. C сериясының міндеті – құрастыру мен қызмет көрсету оңай, қазіргі үлкен Austin төрт цилиндрлі қуат агрегаттарынан жақсырақ және сенімділігі мен ұзақ қызмет ету мерзіміне баса назар аударатын дәстүрлі конструкция болды. Жобалау кезеңінде жоғары өнімділік көзделмеген, өйткені BMC-де C сериясы сияқты қозғалтқышты қажет ететін өлшемдегі спорттық модельдер болған жоқ. Morris-тің C сериясы мен Austin-нің A және B сериясы қозғалтқыштары арасындағы ең үлкен айырмашылық – бұл блоктің оң жағындағы (көлік ішінен қарағанда) кәмшақтың орналасуы болды, бірақ барлық үш қозғалтқыштың кіретін және шығатын порттары сол жақта орналасқан. Бұл C сериясының Austin қозғалтқыштарының күрделі порттарын қажет етпегенін білдірді, олар ішінара цилиндр басындағы иінтіректерге орын беру үшін қажет болды. Теориялық тұрғыдан алғанда, бұл C сериясына кішігірім қозғалтқыштарға қарағанда жақсы "тыныс алу" және тиімділік беруі керек еді, өйткені ол әлі де Гарри Уэслейктің өте тиімді жүрек пішіндес жану камерасының дизайнын қолданды. Алайда, бұл карбюраторлардың орналасуымен бұзылды: C сериясы цилиндр басына орнатылған кіретін галереямен жасалған, карбюраторлар тікелей кіретін тесіктерге бекітілді. Бұл дизайн құрастырудың қарапайымдығы үшін және карбюраторлардың әртүрлі орналасуын оңай орнату үшін таңдалды, сонымен қатар карбюратордың мұздануын болдырмады. Әрбір цилиндрдің галереядан кең кіретін порты болды, бірақ галереяның және карбюратор портының шектеулі пішіні қозғалтқыштың максималды қуатын және жылдамдығын қатты шектеді, сондай-ақ төрт подшипникпен жабдықталған коленвал да әсер етті. C сериясының екі кәмшақты нұсқасын жасау жоспарланған, Riley және Wolseley компанияларында пайдалану үшін MGA Twin Cam-тегі DOHC B сериясындағы негізгі бас пен клапан дизайнын қолдану көзделіпті. Бұл стандартты қозғалтқыштың салыстырмалы түрде консервативті дизайнын түсіндіреді. Алайда, екі кәмшақты B сериясының сенімділік мәселелері және Riley Pathfinder-дің аралас қабылдауы BMC-ді бұл жобаны жалғастырудан бас тартты және 1955 жылы жұмыс тоқтатылды. Дизайнның Morris шығу тегінің басқа белгілері – бұранданың күшейтілген қабырғаларымен құйылуы (бұл ерекшелік 1980 жылға дейін A сериясына енгізілмеген) және үлкен ұңғылардың көлденең емес, диагональдық бөлінуі болды. C сериясында уақыт тізбегі үшін гидравликалық кернеу блогы болды, сонымен қатар май сорғысы мен таратушы кәмшафтағы бұрышты кесілген дөңгелектердің бөлек жиынтығы арқылы іске қосылды. Бұл сол кездегі жаппай өндірілген қозғалтқыштар үшін өте сирек кездесетін жағдай еді; A және B сериялы қозғалтқыштар мен олардың көптеген замандастары май сорғысы мен таратушысы бір бұрышты дөңгелекпен басқарылатын бір білікпен басқарылды. C сериясының орналасуы дөңгелектерге түсетін жүктемені азайтып, тозуды болдырмады, соның салдарынан тұтану уақытының бұрысқа қалыптасуын алдын алды. Қалыптастыру мен пайдаланудың қарапайымдығына баса назар аударғандықтан, C сериясы сыйымдылығы мен қуатына қарай үлкен және ауыр қозғалтқыш ретінде қарастырылды, алғашқыда Austin A90 Atlantic және Austin Healey 100 машиналарына орнатылған Austin жасаған төрт цилиндрлі 2.6 литрлік BS1 қозғалтқышынан айтарлықтай артықшылық бермеді. Austin инженерлері бұны цилиндр басының нашар дизайнына байланысты деп есептеді. 1957 жылы Healey машинасына 12 портты, дәстүрлі кіретін коллектормен жабдықталған бас орнатылды, қуаты сегіз немесе он бес пайызға артты. 1959 жылы карбюраторлар қайта қаралып, ауыстырылды. 1961 жылы кіретін тракт жақсартылды, шығатын клапанның уақыты реттелді және екі шығатын құбыр қосылды. Кейін 1961 жылы седан қозғалтқыштарының қуаты сәл төмендетілді, ал Healey нұсқасының өнімділігі жақсартылды, мүмкін Уэслейк компаниясының қатысуымен. Содан кейін Austin Healey Mark III жарияланды. C сериясы Nuffield-тің қозғалтқыштарынан да тиімсіз болды және инженерлік тұрғыдан алғанда кері қадам жасады: Riley компаниясы жасаған Riley 2½ литрлік Big Four екі кәмшақты төрт цилиндрлі агрегаты, Riley RM сериялы машиналарында және Riley-дің соғыстан бұрынғы машиналарында, сондай-ақ Wolseley компаниясы жасаған Wolseley 2.2 литрлік тік алты цилиндрлі қозғалтқышы, Morris Six MS нұсқасындағы Wolseley 6/80 машинасының 1920 жылдардың басында пайда болған. Austin BS1 қозғалтқышы соғыстың соңында Rix and Bareham компаниясы жасаған, Bedford негізіндегі соғыс кезіндегі жүк көлігінің үштен екі бөлігінен тұратын, 2.2 литрлік жоғары орналасқан клапанды агрегаттан бастау алды, ол британдық джипке арналған, кейіннен азаматтық Austin Champ машинасына айналды. Оның қолданылу аймағы Austin-нің Sixteen, олардың жеңіл коммерциялық көліктері және FX3 таксиіне тарады. Алайда, C сериясы бұл агрегаттардан әлдеқайда сенімді және арзан өндірілді.

The revised engine was required to replace BMC's inherited diverse collection of engines made to prewar designs and Austin's wartime designed four cylinder BS1. A long stroke engine, though closer to square than BMC contemporaries, with a cast iron block and cylinder head using Weslake patents, its overhead valves were operated by pushrods. Previously, Rileys used high mounted twin camshafts with short pushrods, and Wolseleys used single overhead camshafts. The twin cam Riley and OHC Wolseley engines were expensive to make, sold in low volumes and both had had reliability problems, especially with overheating valves under sustained high loads. The brief for the C Series was to be a more conventional design that was easy to build and service, more refined than the existing big Austin four cylinder power units and with an emphasis on reliability and a long service life. At the design stage high performance was not foreseen as BMC had no sporting models of a size requiring an engine like the C Series. The biggest design difference between the Morris designed C Series and the Austin penned A and B Series engines was the position of the camshaft on the right hand side of the block (as viewed from within the car) rather than the left, although all three engines had their inlet and exhaust ports on the left. This meant that the C Series didn't require the compound ports of the Austin engines, which were partly required to provide space in the cylinder head for the pushrods. This should, theoretically, have provided the C Series with superior 'breathing' and efficiency than the smaller engines since it still used the same highly effective heart shaped Combustion chamber design by Harry Weslake. However this was undermined by the carburettor arrangements; instead of a dedicated intake manifold the C Series was designed with an intake gallery cast into the cylinder head, with the carburettor(s) attached directly to the intake(s). This design was chosen for ease of construction and to allow different carburettor arrangements to be easily accommodated and the design also eliminated carburettor icing. Each cylinder had a generous sized intake port from the gallery but the restrictive shape of the gallery and the carburettor port(s) severely limited the engine's maximum power output and speed, as did the four bearing crankshaft. There appear to have been plans for a twin cam variant of the C Series, using the same basic head and valve design as the DOHC B Series in the MGA Twin Cam for use in Rileys and Wolseleys. This explains the relatively unadventurous design of the standard engine. However the reliability problems of the twin cam B Series and the mixed reception of the Riley Pathfinder discouraged BMC from pursuing this development and work stopped in 1955. Other signs of the Morris origins of the design were the crankcase being cast with strengthening ribs (a feature not introduced to the A Series until 1980) and the big end bearings being split diagonally rather than horizontally. The C Series also had a hydraulic tensioning unit for its timing chain and had the oil pump and distributor driven via separate sets of skew cut gears on the camshaft. This was relatively unusual for mass produced engines of the time; the A and B Series engines, and most of their contemporaries, had both oil pump and distributor driven by one shaft driven from one skew gear. The C Series' arrangement reduced load on the gears and therefore wear, preventing the ignition timing falling out of specification over time. Given the design emphasis on durability and ease of manufacture, the C Series has always been considered an engine that was both large and heavy for its capacity and power output, initially proving to have little benefit, aside from the greater refinement of six cylinders, over the Austin designed four cylinder 2.6 litre BS1 engine installed in the Austin A90 Atlantic and Austin Healey 100. Austin's engineers attributed this to the poor cylinder head design. In 1957 the Healey was given a twelve port head with a conventional intake manifold, increasing output by or fifteen per cent. In 1959 carburettors were revised and replaced. In 1961 the inlet tract was improved, exhaust timing was adjusted, and twin exhausts added. Later in 1961 the saloon engines were slightly detuned and the Healey version's performance upgraded, probably by Weslake. Then the Austin Healey Mark III was announced. The C Series was also less efficient than, and in engineering terms was a retrograde step from Nuffield's engines: the Riley designed Riley 2½ litre Big Four twin cam four cylinder unit fitted in the Riley RM series, and Riley's prewar cars, and the Wolseley designed Wolseley 2.2 litre straight six with a single overhead camshaft used in the Morris Six MS version of the Wolseley 6/80 which dated back to the early 1920s. The Austin BS1 had begun as a late wartime Rix and Bareham design, two thirds of a Bedford based wartime truck engine known as the Austin D Series, for a 2.2 litre ohv unit intended for a British jeep which became the civilian Austin Champ. Its use spread to Austin's Sixteen, their light commercial vehicles and the FX3 taxi. However the C Series was much more reliable than these units and cheaper to manufacture.

Қайта қарау

1960 жылдары автомобиль нарығында, әсіресе Austin Healey сияқты спорттық автомобильдерден күшейген қуат пен өнімділікті талап еткен BMC инженерлері, төрт негізгі подшипниктері бар C сериясының жол пайдалануда және жарыста қысқа мерзімге ғана сенімді түрде шыдамайтынына көз жеткізді. Төрт подшипниктері бар қозғалтқыш, сонымен қатар, жетек білігінің (краншафт) қолдауының жеткіліксіздігінен максималды айналу жылдамдығымен де шектелген болатын. Austin Healey 3000-ға деген сұраныс әлі де жоғары болғандықтан және Austin 3 Litre әзірленуде болғандықтан, BMC C сериясын қуаттылығын арттыру және қозғалтқыштың салмағы мен оның жалпы көлемін азайту мақсатында толық қайта құруға кірісті. Қосалқы құйма бөлшектері мүмкіндігінше алюминий қорытпаларымен ауыстырылды. Негізгі блок пен цилиндрдің бас құймалары кең ауқымда қайта жобаланды, бірақ цилиндрдің сыйымдылығы бұрынғыдай сақталды. Енді цилиндрлер тең аралықта орналастырылды және барлық алты цилиндрдің арасында салқындатқыш галереясы болды, ал бастапқы C сериясында әр жұп цилиндрдің арасында салқындатқышсыз үш жұп «жапсарлы» цилиндрлер болған. Сол сияқты, жаңа цилиндрдің басында Weslake жану камералары бастапқы қозғалтқыштағыдай шығыс жағына қарай емес, әр цилиндрдің ортасында және симметриялы түрде орналастырылды. Бұл екі өзгеріс және подшипниктердің санының артуы қозғалтқыштың негізгі ішкі бөлшектерінің жалпы көлемін арттырды, бірақ блоктың сыртқы салқындатқыш галереялары жіңішкертілді және негізгі құймалардың өзі де жіңішкертілді, сондықтан қайта жобаланған қозғалтқыш бұрынғы нұсқаға қарағанда жалпы ұзындығы бойынша 1,75 дюймге (4,45 см) қысқа болды. Манифольдтар, әсіресе жоғары қозғалтқыш айналымдарында тиімдірек «тыныс алу» үшін өзгертілді. BMC салмақты 30 пайызға азайтуды және жарысқа дайындалғанда шамамен ең жоғары сенімді қуатты алуды көздеді. Бірақ, ең аз салмақ үнемделді, қайта қарастырылған қозғалтқыш бұрынғы нұсқадан тек азырақ салмақта болды. «Mark 2» C сериясы қозғалтқышының ерекше белгісі – цилиндрдің басының енінің жартысына жуық болатын, ал бастапқы қозғалтқыштағы қақпақ цилиндрдің басының еніне жуық болатын тартқыш қақпағы (рокерлік қақпақ) болып табылады. Жаңа қозғалтқыш қолжетімді болған кезде Austin Healey 3000 шығарылып, оның орнына MGC келді. Жаңа қозғалтқыштың артық күші толыққанды пайдаланылмады, қуат көрсеткіштері бастапқы 2,9 литрлік қозғалтқышқа ұқсас болды. Бұл Austin Healey 3000-дегі ескі қозғалтқыштың ең жоғары қуатынан сәл төмен болды, себебі негізгі подшипниктердің санының артуынан ішкі үйкеліс күшінң ұлғаюына және бастапқы қозғалтқыштан алынған карбюраторлар мен реттеулердің сақталуына байланысты деп есептелді.

With the car market demanding ever increasing power and performance in the 1960s, especially from sports cars such as the Austin Healeys BMC engineers concluded that the existing C Series with four main bearings could not reliably withstand more than in road use and for short periods in competition. The four bearing engine was also limited as to its maximum rotational speed due to the relative lack of crankshaft support. With demand for the Austin Healey 3000 still strong and development of what would become the Austin 3 Litre underway BMC carried out a thorough redesign of the C Series with the aim of improving the power output and reducing both the engine's weight and its overall size. The engine was reworked to carry seven main bearings (each reduced in width compared to those in the four bearing version), steel ancillary castings were swapped for aluminium alloy ones where possible. The main block and cylinder head castings were extensively redesigned while retaining the same cylinder capacity of the bores were now evenly spaced and had coolant gallery between all six bores while the original C Series featured three pairs of 'siamesed' bores without coolant between the bores in each pair. Similarly, the new cylinder head had the Weslake combustion chambers located symmetrically and centralised on each bore, instead of being offset to the exhaust side as on the original engine. While both these changes, and the increased number of bearings, added to the overall volume taken up by the engine's main internal parts, the outer coolant galleries of the block were made slimmer and the main castings themselves were thinner, so the redesigned engine was actually 1.75 inches (4.45cm) shorter in overall length than the older version. The manifolds were altered for more efficient 'breathing', especially at high engine speeds. BMC aimed for a 30 per cent weight reduction at and a maximum reliable power output in competition tune of around In the event a minimal weight saving was returned the revised engine was only lighter than the old version. The main identifying feature of the 'mark 2' C Series engine is the much narrower Rocker cover, which is only around half the width of the cylinder head, whereas the original engine has nearly full width cover. By the time the new engine was available the Austin Healey 3000 had been dropped and was replaced by the MGC. No real use was made of the revised engine's greater strength and the power outputs were broadly similar to the original 2.9 litre engine at This was slightly less than the maximum output achieved by the older engine in the Austin Healey 3000, the decrease being blamed on the greater internal friction due to the greater number of main bearings coupled to the same carburation and tuning being carried over from the original engine.

Жарыс қозғалтқыштары

C сериясының мүмкіндіктерінің көп бөлігі 1968 және 1969 жылдары Себрингтің 12 сағаттық жарыстарына арналған MGC-нің алты арнайы жарыс нұсқасында көрінді. Бұл автомобильдер MGC GTS деп аталды және C сериясының арнайы нұсқаларын пайдаланды. Алғашқы автомобиль алюминий қорытпасынан жасалған цилиндр басы мен блогы бар қозғалтқышпен құрастырылды, бірақ бұл қиындықтар тудырды, сондықтан барлық автомобильдер ақырында стандартты темір блок пен қорытпадан жасалған цилиндр басын пайдаланды. Цилиндр басы жоғары сығылу қатынасымен, үлкен клапандармен (Ford Essex V6-дан), жаңартылған каналдармен және жаңаша жасалған шығарылатын жүйемен, сондай-ақ үш еселік екі таңғышты Weber карбюраторларымен жабдықталған. C сериясының осы арнайы нұсқалары, қайта құру процесінде күтілгендей, салмақты азайту арқасында оңай және сенімді жұмыс істеді. Дегенмен, осы қозғалтқыштардың жоғары құны және MGC мен Austin 3 Litre-дің коммерциялық сәтсіздігі осы өзгерістердің ешқайсысы өндіріс үлгілері үшін қарастырылмағанын көрсетті.

Жүгірудің соңы

C сериялы, толығымен темірден жасалған, жоғарғы клапанды қозғалтқыш ретінде, құрылысы және қуат-салмақ қатынасы тұрғысынан ескіріп қалды. Бұл факторлар оның орнатылған соңғы екі автомобильдің нашар сатылуына елеулі үлес қосты. 1972 жылы ұсынылған E сериясының 2.2 және 2.6 литрлік тік алты цилиндрлі нұсқаларымен, қысқа үзілістен кейін ол тиімді түрде алмастырылды. E сериясы төрт цилиндрлі қозғалтқыштар үшін қолданылған бірдей құралдарды пайдалана отырып жасалған, үлкен көлемді алты цилиндрлі қозғалтқыштарды ұсынды.