Почему современные двигатели ломаются чаще старых?
Сдавалось бы, с развитием техники двигатели должны становиться все надежнее и надежнее, но по какой-то причине этого не происходит. Создается впечатление, что мы наблюдаем обратную тенденцию – старые, проверенные моторы оказываются надежнее современных агрегатов… Наши коллеги из журнала «Колеса» поднимают семь проблем из-за чего это происходит.
Техническое усложнение
Наверное, корнем всех бед являются ужесточающийся 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).
УВЕЛИЧИТЬ
Но внедрение 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 внедрить слишком быстро и слишком массово, чтобы вписаться в рамки законов. Только темпы роста экономичности не успевали за ужесточением требований.
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.
УВЕЛИЧИТЬ
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.
Увеличение рабочей температуры
Вдобавок для улучшения 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, а это вызывает детонацию и ускорение износа.
И да, масло стали менять реже, а вот прорыва в технологиях его производства тоже не свершилось.
УВЕЛИЧИТЬ
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 не вечна 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.
Знаете, сколько сил выдавал 1,8-литровый мотор VW Golf 1984 года?
90 с карбюратором, 105-115 с впрыском на GTI. Вполне «овощные» параметры, по нынешним меркам. Моторы 1.8 серии EA888 сейчас имеют мощность в 182 силы, а прирост крутящего момента и вовсе двукратный. Внедрение всех новых технологий позволило создать моторы со степенью форсирования, превышающими параметры гоночных ДВС тридцатилетней давности.
А любое увеличение нагрузки и температур влечет за собой ускорение старения металлов и меньший ресурс в целом.
Нехватка времени на полноценные испытания моторов
И 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 машины в производстве.
Разумеется, сокращается 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».
УВЕЛИЧИТЬ
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 это 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.
УВЕЛИЧИТЬ
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.
УВЕЛИЧИТЬ
Выводы
Каждая из причин по отдельности погоды не делает, но в сумме они создают ощущение постоянных проблем с моторами у многих новых машин.
У более консервативных производителей меньше, у самых прогрессивных — больше. На самом деле, число отказов в гарантийный срок в целом снижается, это следствие работы систем контроля качества. Теперь у автокомпаний есть возможность контролировать ресурс, не закладывать излишний запас надежности, если число гарантийных проблем не превышает разумный уровень и вовремя исправлять ошибки проблемных серий моторов или снимать их с производства, если малыми силами исправить ситуацию не получается.
К сожалению, все что за пределами сроков гарантии «и еще немножко» — уже вне интересов концернов.
Может оказаться так, что после гарантии проездит машина недолго и ремонт будет очень дорогим, крупноблочным и с привлечением специального инструмента. А пока покупатель может наслаждаться новой машиной — все же она быстрее и экономичнее. Причем, разница в стоимости сэкономленного топлива зачастую может даже превысить возросшие траты на ремонт моторов в будущем.