Почему современные двигатели ломаются чаще старых и проверенных.
Водителю очень важно знать, сколько времени требуется двигателю для достижения оптимальной, рабочей температуры.
От того насколько и когда двигатель прогреется до нужного состояния напрямую зависит работа всех систем и механизмов автомашины.
Прежде чем тронуться с места необходимо прогреть мотор, довести его до оптимального состояния. В разное время года, при различных климатических условиях это может быть разный период времени.
Для идеальной работы двигателя необходимо довести температуру масло до показателя — от 95 до 110 градусов. Это идеальный показатель, на практике этого достичь не очень просто, тем более, что не во всех автомобилях предусмотрен индикатор температуры моторного масла. В автомобилях, оснащенных бортовым компьютером, есть датчик, указывающий на температуру моторного масла.
На практике, уже показатель в 80 градусов следует считать хорошим. Но это в условиях летнего сезона, когда такая цифра довольно быстро может показаться на дисплее. Как правило, через 8 — 10 минут езды. Зимой же для достижения такого показателя потребуется проехать 18 — 20 минут.
Проблема первая. Техническое усложнение
Наверное, корнем всех бед являются ужесточающиеся требования к расходу топлива и экологичности двигателей при отсутствии новых идей и конструкций. По сути, все «новшества», которые мы видим, — это компрессоры, турбонаддув, непосредственный впрыск, изменяемые фазы ГРМ и многоклапанные конструкции. Все это, вообще-то, появилось еще в пятидесятые-шестидесятые годы, а большая часть технологий начала развиваться еще в двадцатые-тридцатые годы (как не вспомнить тут любимый верхушкой Третьего Рейха наддувный Mercedes-Benz 770K начала 30-х).
Но применение этих технологий в общем-то не было проблемой, во многом они были отработаны задолго до массового внедрения на гоночных моторах. При переходе к массовому производству бывали и ошибки с просчетами, но в целом это прогрессивные технологии. Просто их пришлось внедрять слишком быстро и слишком массово, чтобы вписаться в рамки законов. Только темпы роста экономичности не успевали за ужесточением требований.
Проблема вторая. Снижение потерь на трение
Вскоре появились признаки переусложнения вроде систем бездроссельного впуска и явные потуги на уменьшение внутреннего трения — по факту, за счет снижения надежности узлов. Меньше трения — выше КПД, но какой ценой? В первую очередь множество подшипников скольжения в моторе попросту уменьшили в размерах. Уменьшились размеры шеек коленвалов, поршневых пальцев, вкладыши балансирных валов, размеры распредвалов и звеньев цепей…
Разумеется, металлурги выдавали новые сплавы, и детали стали прочнее. Только не везде и не во всем. Моторы стали намного хуже переносить перегрузки. Чтобы еще больше снизить потери на трение в подшипниках и затраты энергии на смазку, стали использовать все более жидкие масла и уменьшать давление масла в системе.
К сожалению, чудес не бывает: более жидкое масло имеет менее стойкую к нагрузкам пленку, а управляемый масляный насос не только сложнее, он еще и не обеспечивает запаса по давлению на самых распространенных режимах работы двигателя.
Проблема третья. Увеличение рабочей температуры
Вдобавок для повышения экологичности и экономичности на малой нагрузке попытались увеличить рабочую температуру мотора. А чтобы не потерять в мощности, ввели управляемые термостаты, которые позволяли двигателю немного остывать под нагрузкой. Вот только повышение температур самым негативным образом сказалось на темпах износа масла, старении пластиковых и резиновых деталей мотора… В общем, хлопот добавилось.
К тому же управляемый термостат не может моментально уменьшить температуру мотора, и часто температура под нагрузкой тоже выше оптимальной, что вызывает детонацию и ускорение износа. И да, масло стали менять реже, а вот прорыва в технологиях его производства тоже не свершилось, впрочем, это было темой отдельных двух статей.
Проблема четвертая. Облегчение поршневой группы
Остальные причины снижения надежности, которые мы опишем ниже, так или иначе связаны с основным фактором. Но вместе с тем могли бы развиваться и без его учета. Передача контроля над процессом сгорания топлива электронике с обратной связью позволила заметно облегчить поршневую группу и многие другие части двигателя за счет отказа от «запаса надежности», который требовался на случай каких-либо сбоев в работе более простых систем контроля. К сожалению, электроника невечна и не всегда корректно диагностирует ошибки в своей работе. А запас «железа» по надежности уже стал меньше, и незначительное отклонение параметров от нормы уже может привести к выходу деталей из строя.
Проблема пятая. Нехватка времени на полноценные испытания моторов
Если «запас надежности» и был у узлов, то его до выбрали почти до конца. Резкое ускорение роста требований заставило автопроизводителей, особенно из числа лидеров премиального сегмента, отказаться от практики постепенного внедрения новшеств в старые моторы и постепенного улучшения конструкции. Серии двигателей теперь часто меняются два раза за короткую жизнь модели в производстве. Разумеется, сокращаются и время тестирования, и число тестов, проведенных с новыми моторами.
Большую часть тестов выполняют на компьютерах, а программное обеспечение, как вы все знаете, часто имеет ошибки. В результате выходят в свет явно недоработанные конструкции, проблемы которых исправляют уже «в процессе». Так что пять-шесть регламентных замен типов форсунок и материалов вкладышей, поршневых колец и поршневых групп — это лишь плата за то, что мотор вашей машины самый «прогрессивный».
Проблема шестая. Более редкое проведении ТО и сложность диагностики
Если попробовать заглянуть под капот современной машины, а потом под капот «янгтаймера» из девяностых, то будет хорошо заметно, насколько компактнее стали моторы и насколько плотнее их стали вписывать в моторный отсек. Возить воздух никто не хочет, а требования к росту внутреннего пространства при сохранении внешней компактности машины только возросли со временем.
Иногда это сопровождается явным переусложнением узлов или ухудшением условий их работы. Но в любом случае влечет за собой увеличение сложности и времени затрачиваемого на диагностику. Сервису приходится больше полагаться на электронные системы самодиагностики и меньше — на визуальный контроль и подключение дополнительных приборов контроля. К тому же сервисные процедуры стали проводить реже, а значит, и возможностей для выявления проблем на ранней стадии становится меньше.
Проблема седьмая. Неблагоприятные условия работы
И последним фактором, наверное, является увеличение средней нагрузки на двигатель. Новые автоматические трансмиссии создаются для снижения расхода топлива, а значит, они заставляют мотор работать в режимах с максимальной нагрузкой на данных оборотах. Все это экономит топливо, но не всегда безвредно для агрегатов. Новые АКПП позволяют легко и беззаботно использовать всю мощность мотора, а снижение шумности агрегатов делают процесс приятным и легким. Расплата, как всегда, надежностью.
Источник
Вопрос-ответ
Почему современные двигатели считаются менее надежными, чем старые?
Основная причина кроется в ужесточении требований к экономичности и экологичности. Это заставило производителей массово и в сжатые сроки внедрять сложные технологии (турбонаддув, непосредственный впрыск), уменьшать размеры и вес деталей для снижения трения и отказываться от «запаса прочности». В результате усложнения конструкции и нехватки времени на полноценные испытания общая надежность моторов снизилась.
Какие конкретные технические решения привели к снижению ресурса двигателей?
К снижению ресурса привели несколько факторов: уменьшение размеров подшипников скольжения (шеек коленвалов, вкладышей), использование более жидких масел с менее стойкой пленкой, повышение рабочей температуры двигателя для улучшения экологичности, а также облегчение поршневой группы. Все это делает двигатель менее устойчивым к перегрузкам и ускоряет износ его компонентов.
Как стремление к экономии топлива и экологичности вредит двигателю?
Для повышения экономичности и экологичности производители увеличивают рабочую температуру мотора и снижают внутренние потери на трение. Повышенная температура ускоряет старение масла, а также пластиковых и резиновых деталей. Снижение трения за счет более «жидкого» масла и уменьшенных деталей приводит к тому, что масляная пленка хуже выдерживает нагрузки, а сами детали имеют меньший запас прочности.
Какая рабочая температура масла считается оптимальной и почему важно прогревать мотор?
Идеальной температурой моторного масла считается показатель от 95 до 110 градусов Цельсия, но на практике хорошим результатом является уже 80 градусов. Прогрев двигателя до оптимальной температуры критически важен, поскольку от этого напрямую зависит правильная работа всех систем автомобиля, обеспечивается эффективная смазка деталей и минимизируется их износ при дальнейшей езде.
