Сложная техническая конструкция
Требования к экологичности моторов и расходу топлива с каждым годом все больше ужесточаются, поэтому моторы постоянно усложняют, чтобы они стали более экономичными и соответствовали новым топливным стандартам.
Но конструкция моторов существенно не меняется, все равно у двигателя внутреннего сгорания низкий КПД, поэтому все равно рано или поздно электромоторы придут на замену ДВС. Но вернемся к бензиновым и дизельным моторам. Среди новшеств, связанных с моторами являются турбины, непосредственный впрыск, компрессоры, многоклапанные конструкции. Но все эти технологии были придуманы еще давно, сейчас они просто более усовершенствуются. Турбонаддув впервые появился в 30-х годах 20-го века.
Далее со временем стали появляться многоклапанные головки блока цилиндров, которые сменили 2-х клапанные моторы. Выхлоп многоклапанного мотора заметно чище.
В механизме ГРМ стало больше деталей и ремонтировать его стало не так-то просто. Но прогресс продолжался, поэтому и моторы усложнялись. Появился электронный впрыск топлива, интегрированные системы управления мотором, коробкой, зажиганием и т. д. Надежность моторов и их технические характеристики значительно увеличились.
Гаражные и диванные эксперты всегда были против любых инноваций, они считали, что сложно ремонтировать автомобиль, если вместо карбюратора в нем стоит инжектор. Это правда, в гараже самому теперь сложно будет отремонтировать автомобиль, но зато новые авто (по тем временам, это середина 90-х годов) стали более надежными.
Затем внедрили систему изменения фар ГРМ: на БМВ – это Vanos, на Тойоте – i-VVT-i, На Хонде — i-VTEC. В общем, они по-разному называются, но суть одна – для обеспечения хорошей тяги на малых и больших оборотах, система в зависимости от оборотов мотора, смещает время открытия и закрытия впускных и выпускных клапанов. В итоге, мощность и крутящий момент стали больше, а расход топлива не увеличился.
Это не особо сложная конструкция, но это дополнительные детали, которые со временем изнашиваются.
После этого начался активно внедряться турбонаддув, расход топлива уменьшается, мощность увеличивается. Но зато машины с турбиной более сложные в эксплуатации, чем автомобили с обычными атмосферными моторами. Сложнее технология, если что-то выйдет из строя, то машина уже не поедет, потребуется ехать до сервиса на эвакуаторе.
Также популярной в последнее время стала новая технология — непосредственный впрыск топлива, она увеличивает возможности мотора, но моторы с непосредственным впрыском не особо надежные и требуют больше денег на обслуживание.
Детали поршневой группы стали более легкими
Процесс сгорания топлива теперь контролируется электроникой, поэтому это дало возможность облегчить детали поршневой группы. Теперь в них нет такого запаса надежности, как в моторах с более простой системой управления. Но так как электроника часто выходит из строя и появляются отклонения от нормы, а малейшее несоответствие параметров приводит к тому, что мотор быстрее выйдет из строя.
Например, взять Фольксваген Гольф 1984 года с мотором на 1,8 литра с карбюратором, его мощность была 90 л. с. а в версии GTI – 115 л. с. На сегодняшний день такая мощность – это очень мало. Сегодня мотор с объемом в 1,8 литров выдает 182 л. с. и крутящий момент соответственно в 2 раза больше. Новые технологии позволили значительно увеличить мощность, уменьшить расход топлива. Но зато и ресурс такого мотора в 2 раза меньше.
Легкий коленвал, облегченные уменьшенные подшипники, сальники и тонкие прокладки и т. п.
Продолжим разоблачать автопроизводителей. Помимо алюминиевого блока двигателя, облегчения поршней, шатунов автомобильные компании в погоне за снижением веса автомобилей решили облегчить, наверное, все, что только можно. Например, в двигателях стали использовать более легкие коленчатые валы, которые в итоге быстрее изнашиваются. В некоторых автомобилях их ресурс за последние годы уменьшился в 1,5-2 раза.
Но и коленчатым валом все не закончилось. Автопроизводители решили уменьшить вес всех компонентов мотора, начиная от прокладок и сальников и заканчивая подшипниками. Да, конечно, за последние 10 лет технологии производства подшипников продвинулись далеко вперед. Но законы физики никто так до сих пор не отменил. Также никто пока не изобрел суперстойкий дешевый материал, из которого, например, можно было бы производить подшипники. В итоге как бы ни старались производители подшипников, они так и не смогли существенно увеличить ресурс подшипников при уменьшении их веса и размера.
Так что не удивляйтесь, если в вашей современной машине выйдет из строя какой-нибудь подшипник, который, например, в старой машине ходил в 2-3 раза больше. Особенно пускай вас не удивляют подшипники, используемые в двигателе. Ведь именно здесь производители особо постарались в поисках компонентов для снижения веса.
Сложная техническая составляющая
Одной из основных бед, вызывающих частые поломки современных моторов выступают жесткие требования по расходу бензина при дефиците новаторских конструкций. Если разобраться, большинство новых идей в виде компрессоров, турбирования движка, конструкций с несколькими клапанами – все это пришло к нам давно.
Тогда автопроизводители вынуждены были придерживаться определенных темпов снижения топливного расхода. Поэтому и нормы по выхлопу также были ужесточены.
Конечно моментальный рост количества узлов ГРМ. Что повлекло повышение трудоемкости такого обслуживания. Прорывом также можно назвать преобразование электронного топливного впрыска. Это позволило объединить трансмиссию с управлением впрыска. Поэтому наблюдалось очевидное улучшение характеристик двигателя, его надежность.
Масштабное технологическое внедрение на всех дизелях представлено изменением газораспределительного механизма и его фаз. Что же это дало? Интенсивность оборотов двигателя дает возможность смещать период открытия, также при закрытии обоих клапанов. Таким образом при любых оборотах обеспечивается достаточная тяга. Проще говоря, улучшилась мощность мотора, не затрагивая его экономичность.
Реализация данной конструкции по сути – не сложная. Однако для большинства производителей автомобилей она стала новой и с кучей проблем. Это проявляется в быстром изнашивании деталей. Для водителей тоже принесла новую головную боль в виде неисправностей и сбоев системы.
Еще одним новшеством выступает внедрение турбонаддува. С его помощью удалось уменьшить паспортный расход горючего, параллельно увеличив динамику автомобиля.
Вот почему современные моторы не пройдут 200-300 тыс. км.
4,82 миллиона километров. Это больше, чем шесть раз съездить на Луну и обратно. Довольно много, если говорить о машине, не так ли? Конечно, вполне вероятно, что ни один современный автомобиль не сможет наездить такой пробег, как Volvo P1800 (60-х годов), владельцем которого был Ирв Гордон.
К сожалению, современные автомобили со своей электроникой, постоянно совершающей ошибки, со слишком дорогими хрупкими запчастями, поменять которые можно только с использованием специальных инструментов, а также, что более важно, с хрупкими и капризными алюминиевыми двигателями, вряд ли смогут проехать и пару сотен тысяч километров. В итоге многие современные автомобили окажутся на свалке быстрее, чем вы думаете
Почему? А все дело в том, что под прикрытием заботы о пингвинах в Антарктиде (забота об экологии – прим. автора) мировые автопроизводители превратили автомобили в чайники, микроволновки, холодильники и т. д. Цель одна – заставить автовладельцев сменить автомобиль как можно быстрее. Думаете, что любой автомобиль можно при желании модернизировать и доработать, устранив все огрехи или специально придуманные ненадежные элементы, чтобы увеличить его срок службы? Зря так уверены.
Это реально можно было сделать раньше, но никак не сегодня. Потому что буквально все автопроизводители ухудшили надежность своих новых автомобилей. Особенно это касается современных двигателей, многие из которых не подлежат не только переборке, но и даже мелкому ремонту. Вот о новых двигателях мы и поговорим.
Вы обратили внимание, что современные автомобили стали потреблять меньше топлива? Думаете, что автопроизводители нашли грааль и смогли за короткий промежуток времени придумать суперновые двигатели внутреннего сгорания, которые скоро вообще не будут потреблять топливо? Вы ошибаетесь. Секрет снижения расхода топлива кроется в простой формуле: снизь вес автомобиля и получишь экономичность
В итоге за какие-то 5-7 лет автомобили стали гораздо легче. Как видите, автопроизводители быстро придумали, как подстроиться под экологические требования, которые ужесточаются с каждым годом.
За счет снижения потребления топлива автомобильным компаниям удалось снизить уровень вредных веществ в выхлопе. Но как автопроизводителям удалось облегчить современные автомобили? Все просто: был снижен вес почти всех автокомпонентов. В первую очередь это коснулось двигателей. И казалось бы, что здесь плохого? Кому не понравится экономичный автомобиль (особенно в эпоху супердорогого топлива)?
Но есть в этой истории обратная сторона медали. Да, конечно, экология – наше все. Понятно, что с ней нужно что-то делать. Но, как нам кажется, экологические мировые проблемы больше надуманны. Ведь неспроста Дональд Трамп, едва вступив в должность Президента США, вышел из Парижского соглашения по климату, в рамках которого Америка ежегодно тратила огромные деньги на экологические программы.
С одной стороны, ужесточение экономических норм в мире невыгодно автопроизводителям. Ведь им постоянно приходится подстраиваться под эти нормы, чтобы продукция соответствовала определенным требованиям. Но, с другой стороны, если глубоко копнуть, большинству автомобильных компаний это выгодно. В первую очередь за счет снижения веса продукции автомобили становятся менее надежными и качественными. Но самое главное – облегчение автомобилей ведет к существенному снижению срока службы транспортных средств.
А это означает увеличение оборота для автопромышленности. Сами понимаете, что это колоссальные деньги. И играют здесь глобально. Так что мы не сомневаемся, что автопроизводители намеренно снижают ресурс своей продукции, заставляя нас чаще менять автомобили. И в первую очередь свидетельство тому – современные двигатели, которые удивляют своей хрупкостью и неремонтопригодностью. Итак, вот наш подробный отчет, который доказывает, что современные двигатели вряд ли смогут намотать большой пробег.
Вот почему современные автомобильные двигатели стали менее надежными:
Старые тяжелые поршни против облегченных
К сожалению, блоком цилиндров алюминиевых двигателей заговор автопроизводителей не заканчивается. Увы, в современных автомобилях многие компоненты сделаны так, чтобы ресурс авто был гораздо ниже, чем имели старые транспортные средства.
Вместе с развитием современного двигателестроения в автопромышленности стали использовать не только облегченные блоки цилиндров для снижения веса двигателя, но и уменьшать в размере поршни, шатуны и т. д.
В итоге это не только позволило существенно сократить вес современных моторов, но и повысить их эффективность (чем легче поршень и шатун, тем меньше требуется энергии для их толкания).
С одной стороны, это действительно позволило производителям существенно снизить расход топлива современных моторов, а также увеличить их мощность. Но есть в этом подводные камни. Ведь известно, что за все в жизни надо платить. Чем платить? Ну, конечно, ресурсом поршней. Увы, облегченные поршни и шатуны изнашиваются гораздо быстрее своих более громоздких и тяжелых предшественников, которые раньше можно было встретить в чугунных моторах.
Почему происходит быстрый износ? Но на это есть ряд причин. Во-первых, маленькие поршни испытывают колоссальную нагрузку от воспламенения топлива в камере сгорания. Из-за особенностей размеров облегченные поршни под воздействием огромной силы, идущей от камеры сгорания, легкий поршень немного кривится (то есть начинает смещаться в сторону). Это приводит к более быстрому износу покрытия внутренних стенок цилиндров. Кстати, из-за колебания облегченного поршня при определенной нагрузке двигателя сбоку поршней могут проходить продукты горения топлива, попадая в моторное масло.
Также, как правило, облегченные кольца оснащаются более тонкими компрессионными и маслосъемными кольцами. С одной стороны, более тонкие кольца уменьшают трение поршня со стенками цилиндров. Но, к сожалению, более тонкие кольца служат гораздо меньше. Например, в болидах Формула-1 поршневые кольца выглядят по толщине, как лезвие. Но, увы, максимум насколько хватает таких колец – это одна гонка.
К чему приводит износ поршневых колец, думаю, лишний раз напоминать не стоит.
Старые моторные масла против современных
В старых двигателях раньше часто использовалось менее текучее масло, чем в современных автомобилях. В результате при низких температурах масло сильно густело, из-за чего двигатель нужно было предварительно прогревать долгое время, прежде чем масло станет более-менее текучим. Правда, в старых маслах на стенках цилиндров создавалась достаточно толстая пленка, защищающая мотор от износа.
Сегодня многие современные масла стали более текучими, что позволило автопроизводителям добиться сокращения времени прогрева двигателя перед поездкой. В итоге многие автопроизводители сегодня вообще рекомендуют трогаться с места сразу же после запуска двигателя. И все это благодаря текучести современных синтетических масел. Все дело в том, что из-за большей текучести жидкостей новые моторные масла не густеют на морозе.
В итоге масляный насос даже на холодном моторе справляется с прокачкой масла. Но, к сожалению, у современных текучих моторов есть и минус, причем существенный – из-за большей текучести и других свойств современные масла образуют внутри двигателя слишком тонкую пленку, что способствует более быстрому износу мотора.
В обычных (спокойных) условиях эксплуатации тонкая масляная пленка на стенках двигателя, в принципе, защищает мотор более-менее нормально. Но как только вы нагружаете мотор, начиная эксплуатировать авто на более высоких оборотах, тонкая пленка масла не справляется с эффективной защитой механических частей столового агрегата.
Это что касаемо атмосферных моторов.
Если же говорить о турбированных двигателях (особенно о высокооборотистых), то в них износ на современном масле наблюдается еще больше, так как тонкая масляная пленка не способна защищать двигатель длительное время от износа.
Частая замена масла против менее частой
Сегодня автопроизводители чаще всего рекомендуют менять моторное масло каждые 15000 км (некоторые советуют менять масло каждые 10000 км). Но, увы, это не способствует долгой службе двигателя. Да, современные моторные масла стали значительно выносливее за счет синтетических присадок. Но, к сожалению, если автомобиль используется в тяжелых условиях, моторное масло быстро теряет свои свойства. Иногда, например, масло может полностью потерять свои свойства уже к 5000 км.
Увы, к тяжелым условиям эксплуатации автомобиля относится и использование машины в городских условиях. И чем больше город и больше пробки на дорогах, тем быстрее теряет свойство масло в двигателе. Причем часто масло теряет свойство даже при небольшом пробеге. Почему? Вы посмотрите, сколько вы каждый день проводите в пробках, а затем сопоставьте это время с ежедневным пробегом.
В итоге получается, что по часам двигатель в нашей машине работает много, а по километражу проезжает не много. Согласитесь, в этом случае замена масла по пробегу не совсем корректна. Особенно если менять масло, как рекомендует автопроизводитель, каждые 10-15 тыс. км. Логично, что если мы подолгу стоим в пробках, масло в двигателе нужно менять намного чаще, учитывая то время, которое двигатель проработал с последнего ТО.
Кстати, масло в двигателях некоторой строительной техники меняется именно по моточасам, поскольку пробег у спецтехники может быть между ТО минимальным.
Согласно последним исследованиям, качественное дорогое синтетическое моторное масло теряет свои свойства в среднем в течение 200-400 моточасов. Для жителей городов, каждый день стоящих в многочасовых пробках, это означает, что моторное масло нужно менять каждые 5-8 месяцев независимо от пробега автомобиля.
Для примера: если вы работаете 5 дней в неделю и каждый день проезжаете 50 км, стоя в пробках по 3 часа, получается, что масло вы должны менять примерно через 6,5 месяцев. Кстати, пробег машины в этом случае будет 6500 км. Видите, какой небольшой пробег? По моточасам двигатель намолотит уже приличное время. В итоге даже дорогое синтетическое масло, скорее всего, потеряет свои свойства.
Сокращение времени тестирования моторов
Определенный резерв надежности узлов скорей всего уже исчерпан. Постоянный рост разных требований заставляет автопроизводителей отказываться от применения на практике новшеств в конструкцию старых агрегатов. Обычно линейка двигателей может меняться пару раз в течение непродолжительного существования моделей. Понятно, что время и количество испытаний с новыми двигателями сокращаются.
Сейчас, во время компьютерных технологий, основная часть тестирования выполняется на компьютерах. Как известно, программному обеспечению свойственно допускать ошибки и давать сбои. Что мы получаем в итоге? Результатом становятся недоработанные конструкции, исправление проблемных моментов в которых уже происходит по ходу дела. Поэтому несколько регламентных замен форсунок, поршней, становятся платой за «продвинутость» транспортного средства.
Уменьшение объема двигателя, масла и охлаждающей жидкости
Вы обратили внимание, что в автомире уже давно наблюдается тенденция по уменьшению объема двигателей и количества цилиндров в них? Еще недавно в дорогих роскошных автомобилях были в моде 12-цилиндровые и 8-цилиндровые моторы. Сегодня даже на премиальных автомобилях производители постепенно уменьшили не только количество цилиндров (например, многие известные модели теперь вместо 12-цилиндровых моторов оснащаются 8-цилиндровыми, а многие авто, ранее выпускаемые с 8-цилиндровыми двигателями, получили 6-цилиндровые)
Вместе с уменьшением количества цилиндров уменьшается и объем двигателей. Удивительно, как меняется автомир. Еще недавно 5,6-литровые моторы никого не удивляли. Сегодня это уже редкость. Еще вчера в моде были 2-, 2,5-литровые моторы. Сегодня популярными становятся двигатели с тремя, четырьмя цилиндрами объемом 1,3-1,4 литра.
Но стоит отметить, что благодаря уменьшению веса двигателей и в целом многих других автокомпонентов, а также за счет использования турбин автопроизводителям не только удалось существенно снизить потребление топлива современным автотранспортом, но и добавить, несмотря на уменьшение объема и количества цилиндров, немалую мощность и крутящий момент. Это также способствовало снижению уровня вредных веществ, выделяемых автомобилями через выхлопную систему.
Вроде бы, благое дело делают производители. Но это с одной стороны, которая всегда имеет и другую сторону. Причем эта сторона тайная, как обратная сторона Луны.
Если вы не автомобильный инженер или не автослесарь, то наверняка не знаете, что за последние 10 лет автопроизводители уменьшили не только количество цилиндров и объем двигателей. Вместе с этой спорной тенденцией автомобильные компании стали постепенно уменьшать объем моторного масла и объем охлаждающей жидкости. И казалось бы, что все логично. Уменьшается объем мотора и количество в нем цилиндров, значит, жидкости для смазки и для охлаждения нужно меньше.
Но самое удивительное происходит, если мы начинаем сравнивать пропорциональность снижения объема или количества цилиндров в двигателе с уменьшением объема используемых для смазки и для охлаждения жидкостей. Вот тут нас поджидает сюрприз. Дело в том, что снижение объема масла в двигателе и в системе охлаждения происходит гораздо быстрее. Это говорит о том, что производители намеренно снижают эффективность смазки двигателя и его охлаждения.
Считаете, что думать так нет оснований? Тогда сравните количество моторного масла в старых 2,0-литровых или 2,5-литровых четырехцилиндровых двигателях с объемом масла в новых моторах. Также сравните объем охлаждающей жидкости, используемой в старых двигателях, с тем количеством, которое используется сегодня в современных моторах. Поверьте, вы будете удивлены.
Это, конечно, также якобы необходимо для уменьшения веса автомобиля. И в теории это так. Но теория, увы, не всегда работает в жизни. Сами понимаете, что для крупных автоконцернов борьба за прибыль – это главное. А устойчивая прибыль может быть, если постоянно поддерживать определенный уровень продаж новых автомобилей.
Сами понимаете, что во времена неустойчивости мировой экономики и в период глобализации и роста конкуренции поддерживать постоянный спрос на автомобили становится очень тяжело. В итоге выгодно снижать ресурс автомобилей, чтобы автолюбители не смогли подолгу пользоваться одним автомобилем.
Не качественное топливо и тяжелые условия работы
В России качество топлива не такое как в Европе, поэтому моторы быстрее изнашиваются. И нагрузка на мотор стала больше, так как в машину устанавливаются коробки-автомат, которые снижают расход топлива, поэтому мотор работает с нагрузкой. Причем с новыми коробками вся мощность мотора используется для дела, мотор тише работает, но зато надежность страдает.
Но с другой стороны, сейчас такое время, когда надежный мотор особо никому и не нужен, среднестатистический человек же не будет по 30 лет ездить на одном и том же автомобиле, 3-4 года поездил и купил новый автомобиль. Машина становится почти как телефон, раз в 2 года появляется рестайлинг или выходит новое поколение модели. И производителю не выгодно, чтобы машина долго ездила и не ломалась, на сервисе еще зарабатывают, а потом, когда надоедает ремонтировать такую машину, человек покупает новую и пока она на гарантии, то ездит без проблем. Но самый главный плюс новых автомобилей – это низкий расход топлива, за 3-4 года года эксплуатации экономия на топливе уже составляет половину стоимости автомобиля.
Далее видео о том почему современные моторы такие:
Также на эту тему вы можете почитать:
Регулировка карбюратора ВАЗ 2109 важна при ремонте
SEAT Leon X-Perience с характеристиками кроссовера
Рейтинг зимних шин – лучшие зимние шины 2020 года
Рейтинг лучших автомобильных компрессоров
Самое главное про клиренс Опель Астра
Alexander Stepanoff 22 ноября, 2016
Опубликовано в: Полезные советы и устройство авто
Метки: Как устроен автомобиль
Попытки повышения температурного режима
Повышение экологичности также сопровождалось увеличением рабочего температурного режима. Чтобы сохранить мощность, внедрили термостаты, охлаждающие двигатель под нагрузкой. Такое повышение температурных показателей отрицательно сказалось на скорости масляного износа, пластиковые и резиновые элементы тоже быстро старели. Куда ни кинься – сплошные хлопоты.
При этом управляемому термостату не под силу моментальное понижение температуры двигателя. Зачастую это приводит к детонации, быстрому изнашиванию деталей и механизмов. Хотя масло меняется реже, однако технологического прорыва не произошло.
Проблема в поршнях
За счет передачи контроля над системой сгорания горючего электронике, имеющую обратную связь, произошло заметное облегчение поршневой группы. Также это коснулось остальных элементов. Известно, что не бывает ничего вечного, тем более техники. Сбои в системе могут происходить по разным причинам. К тому же запас железа уже стал не таким надежным. В случае любых, даже незначительных отклонений от нормальных показателей, грозит поломкой деталей.
Применение инноваций создало силовые агрегаты с уровнем форсирования, превышающем граничные параметры гоночных вариантов. Разного рода увеличение нагрузок, температур ускоряет процесс изнашивания металла, уменьшая ресурс.
