ОБОЗРЕНИЕШШРовно три года назад (ЗР, 1996, № 3) в статье "Будем шевелить поршнями!" мы взяли на себя смелость предсказать некоторые пути развития легковых двигателей внутреннего сгорания. Пришло время оценить, насколько сбылись те прогнозытеристики. Что поделаешь: конструкторы снова и снова идут на компромиссы - какие уж тут рекордные параметры, когда во главу угла поставлены (законодательно!) экологические критерии - остаться хотя бы "при своих". О некоторых особенностях "компромиссных" моторов мы уже рассказали три года назад; теперь посмотрим, какие всходы дали те идеи и конструкторские решения. Итак, вперед, через воздушный фильтр! ВПУСКНЫЕ ТРУБОПРОВОДЫ переменной длины, которые три года назад встречались как экзотика только на самых свежих моторах, стали привычным, если не банальным решением: их применяют на двигателях "Ауди", "Фольксваген", БМВ, "Опель" и даже "Дэу". \щЬЬ) ' Усложнение конст-Двигатель автомобиля "МерседесБенц-S500" (Евро IV) с регулируемым впускным трубопроводом, тремя клапанами на цилиндр, одним распределительным валом в головке, роликовыми толкателями и системой отключения четырех из восьми цилиндров при работе с неполной нагрузкой: 4966 см3; 220 кВт/299 л. с; 460 Ни при 3000 об/мин.г - \ азработчи*3\ кам современных двигателей прихоlj дится, подобно античным мореплавателям, прокладывать курс между Сциллой конкурентных параметров и экологической Харибдой. Нынешний мотор должен быть, с одной стороны, технически совершенным: мощным, надежным, тяговитым, экономичным и при этом относительно недорогим. С другой стороны, ему необходимо соответствовать строгим экологическим требованиям, которые ужесточаются не по дням, а по часам. Только три года назад вступили в силу требования Евро II, а ныне - остаются счи тайные дни до Евро III и уже маячат еще более строгие Евро IV. Они-то диктуют не вполне ло-гичные, с точки зрения простого автомобилиста, технические решения: новый двигатель иной раз оказывается ела бее предшественника, обрастает не очень понятными, но весьма дорогими системами, которые не повышают, а порой и снижают его потребительские харак- ^ jДизельный двигатель I "Опель-ЭКОТЕК" с не- Ч разделенной камерой сгорания, четырехклапанной схемой газораспределения, турбонаддувом, промежуточным охлаждением и 6алансирными валами.46ЗР 3/99 БЕЗ УСТАЛИради дополнительных сил, а чтобы дать меньшему количеству сгореть с максимальной эффективностью ("Фольксваген-1,8Т", "Вольво-2,0Т" (118 кВт/160 л. с.) и 2,5Т (142 кВт/193 л. с ) , "СААБ-2,0 Турбо" (113 кВт/154 л. с ) . Хотя своей спортивной специальности турбокомпрессор не забыл иу этих моделей существуют "заряженные" версии с "правильным" наддувом ("Вольво-Т4" (147 кВт/200 л. с.) и Т5 (176 кВт/240 л. с ) , "СААБ-2,0 Турбо" (136 кВт/185 л. с ) . В системах подачи топлива - небольшая революция. Впервые серийные МОТОРЫ С НЕПОСРЕДСТВЕННЫМ ВПРЫСКОМ бензина в цилиндр появились в Европе на "Мицубиси-Каризма" в 1998 году. В этом году список таких моделей и фирм расширится. Первым из европейцев в нем оказался "Вольво", следующим, по прогнозам, будет "Фольксваген". Считается, что именно двигатели с впрыском топлива в цилиндр (его и называют непосредственным) позволят достичь наилучших экономических и экологических характеристик. Правда, злые языки утверждают, что мотор "Мицубиси-GDI" с трудом уложился в нормативы Евро III по выбросу окислов азота и совсем "не лезет" в перспективные Евро IV, но до введения последних еще немало времени. Зато по экономичности "МицубисиКаризма" с таким мотором уже сегодня вплотную приближается к дизельным машинам. В трансъевропейском пробеге через 12 стран автомобиль (заметим, среднего класса) показал средний расход бензина 4,83 л/100 км при средней скорости 90,47 км/ч. Минимальный расход на одном из участков составил 3,69 л/100 км! ...Нажимая на педаль газа, водитель механически открывает ДРОССЕЛЬНУЮ ЗАСЛОНКУ. Так было. Теперь появились автомобили ("Мерседес-Бенц", "Ауди", "Шевроле"), на которых заслонкой управляет электронная система, а педаль превратилась в банальный потенциометр, с помощью которого водитель высказывает свои пожелания мотору. И это еще цветочки - в недалеком будущем дроссельную заслонку, как досадную помеху во впускном тракте, "отменят" вовсе,Рядный шестицилиндровый дизель БМВ (Евро III) с четырехклапанной схемой газораспределения, неразделенной камерой сгорания, системой впрыска "коммон рейл", роликовыми толкателями, регулируемым турбокомпрессором и промежуточным охлаждением воздуха: 2926 см3; 135 кВт/184 л. с; 390 Н-м при 1750-3200 об/мин. Регулируемый турбокомпрессор двигателя БМВ с электрическим управлением. Серийный бензиновый двигатель "Мицубиси-Каризма" с непосредственным впрыском (Евро III): 1834 см3; 92 кВт/125 л. с; 174 Н-м при 3750 об/мин.•рукции? Несомненно! С другой стороны, оптимизация крутящего момента: никаких "провалов" и "подхватов", двигатель тянет ровно во всем диапазоне оборотов. АГРЕГАТЫ НАДДУВА получили довольно широкое распространение не только на дизелях, но и на бензиновых моторах. А вот приводные нагнетатели так и остались редкостью ("МерседесБенц-CLK" и SLK, "Ягуар-XJR", некоторые модели "Дженерал моторе"). Затотурбокомпрессор выступил в новом качестве: так называемый наддув низкого давления - это не средство повышения мощности, как зачастую рассматривают любой наддув. Иными словами, задача не в том, чтобы сжечь побольше топливаЗР 3/9947 Типичный современный мотор с турбонаддувом низкого давления "Ауди-Фольксваген-1,8Т": четырехцилиндровый, рабочим объемом 1781 см 3с пятью клапанами на цилиндр и регулируемым агрегатом наддува. Три варианта по мощности в зависимости от типа турбокомпрессора: 110 кВт/150 л. с, 210 Н-м при 1750 об/мин; 132 кВт/180 л. с , 235 Н-м при 1950 об/мин; 165 кВт/225 л. с, 280 Н-м при 2200 об/мин (фото на с. 56 вверху).и случилось, причем все эти новшества можно увидеть собранными воедино в одном моторе ("МерседесБенц", "Опель", БМВ, "Пежо"). Легковой дизель с "непосредственным" впрыском потребовал серьезной ревизии приборов питания. Привычные топливный насос и форсунки сдают позиции новомодной системе "коммон рейл" (ЗР, 1997, № 8), где топливо находится в общем ресивере под постоянным давлением, а доступ к форсункам ему открывают клапаны, управляемые электроникой ("Мерседес-Бенц", ФИАТ, БМВ, "Пежо", "Ситроен", "Рено"). Таким образом удается реализовать сложные законы подачи топлива, необходимые двигателю с неразделенной камерой сгорания, снизить шум и токсичность, практически исключить дымление. Хотя аккумуляторная система впрыска, по идее, очень схожая с "коммон рейл", известна давно. Но "коммон рейл" позволяет достичь максимум 135 МПа, тогда как топливные насосы высокого давления (ТНВД)-до175МПа. А ведь чем выше давление, тем большей тонкости распыла топлива можно добиться - во благо рабочему процес• су и, естественно, мощностным, экономическим и экологическим показателям. Поэтому среди дизелистов наПервый в мире легковой дизель с непосредственным впрыском шлись "отщепенцы", ко"Фольксваген" - дальнейшее развитие моторов серии TDI: Евро III; 1896 см 3 ; 66 кВт/90 л. с ; 210 Н-м при 1900 об/мин; Евро II; 1896 см 3 ; торые не пошли по "об3 81 кВт/110 л. с, 235 Н-м при 1900 об/мин; Евро III; 1896 см ; 85 кВт/115 щему пути" (именно так л. с ; 285 Н-м при 1900 об/мин. переводится "коммон рейл"). Концерн "Фольксваген" первым наловках все клапаны часто приводятся одчал серийное производство легковых дизеним распределительным валом ("Хонда", лей с насос-форсунками (ЗР, 1999, № 1). С "Мерседес-Бенц", "Опель") для снижения ними давление впрыска смогли увеличить потерь на трение. Ради этого и новинка из до 205 МПа - и возможно, поднимут выше. разряда "хорошо забытое старое" - ролиНасос-форсунки, кроме всего прочего, позковые толкатели клапанов. волят в перспективе реализовать впрыск сА как развивались в последние три учетом особенностей работы каждого цигода ДИЗЕЛЬНЫЕ ДВИГАТЕЛИ? В пролиндра. Такой мотор приходит на смену шлом материале мы предположили, что весьма экономичному 1,9 TDI (81 кВт/110 л. повсеместное распространение получат с ) , который не смог, однако, уложиться в неразделенные камеры сгорания (непонормы Евро III. Новый мотор еще мощнее иi средственный впрыск), многоклапанные экономичнее: 85 кВт/115 л. с, его крутящий головки цилиндров и турбонаддув. Так онозаменив регулировкой подъема впускных клапанов или (в отдаленной перспективе) их электрическим или электрогидравлическим приводом (ЗР, 1998, № 11). УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВКИ ФАЗ в механизме газораспределения из экзотики тоже превратилось в обыденность. Моторы "Ауди", БМВ, "Хонды", "Тойоты" уже немыслимы без него. А вот увлечение многоклапанностью проходит. Головки с четырьмя и даже пятью клапанами на цилиндр оказались нужны далеко не всем моторам. Если от двигателя не требуется особо высокой литровой мощности, то вполне можно обойтись тремя ("МерседесБенц", "Хёндэ", 'Тойота") или даже двумя клапанами (БМВ, "Фольксваген", "Мерседес-Бенц", "Форд"). Наряду с ними тот же "Фольксваген" успешно применяет пятиклапанные моторы, но повальная "мода на многоклапанность" прошла. Ведь помимо неоспоримых достоинств (высокое качество продувки и наполнения цилиндров), такая конструкция имеет и"обратную сторону" (сложность, проблемы с охлаждением головки, увеличенные потери на трение). Теперь, похоже, количество клапанов выбирают не по принципу "больше, чем у конкурента", а руководствуясь реальной необходимостью для конкретной модели двигателя. Кстати, даже в многоклапанных го-48ЗР 3/99 момент больше на 50 Нм . Средний расход топлива у "Фольксвагена-Пассат 1.9TDI" с таким двигателем 5,3 л/100 км - неплохо для большого и тяжелого автомобиля, способного развивать скорость 200 км/ч. Современные дизели оказались настолько совершенными, что сумели завоевать место даже под капотом автомобилей высшего класса. БМВ и "Ауди" уже выпускают такие машины с новейшими шестицилиндровыми турбодизелями. Их скоростные и динамические характеристики еще десяток лет назад "не снились" тогдашним бензиновым моделям. В этом году на представительские машины немецких фирм установят "восьмерки" - с ними навсегда исчезнет разница в динамике между бензиновыми и дизельными машинами, а почти двукратная разница в расходе топлива останется. Издавна привыкли, что дизель сильно шумит - система "коммон рейл" снизила уровень шума, а для большего комфорта пассажиров легковые дизели ныне помещают в капсулу из шумопоглощающих материалов. Кроме того, на некоторых двигателях крышки всех коренных подшипников коленчатого вала выполнены как единая деталь, тем самым увеличили жесткость нижней части блока - как результат, снизили шум и вибрацию. Но и этого мало! УРАВНОВЕШИВАЮЩИЕ ВАЛЫ в конструкции моторов не новость, но теперь их стали чаще применять на рядных "четверках" - до сих пор считалось, что здесь без них можно обойтись: неуравновешенными силами инерции второго порядка попросту пренебрегали. Тех, кто не слишком любит проводить досуг в техцентре, порадует, что двигатели стали, по существу, необслуживаемыми так велики интервалы между сменами масла. Их достигли благодаря применению современных конструкционных материалов и покрытий и, конечно, высококачественных масел. Пробег 25-40 тыс. км без замены масла становится реальностью, и даже дизельные моторы, традиционно более требовательные к смазке, переваливают 20-тысячный рубеж обслуживания. Так что при благощпотом привычные конструкции. Но активность ведущих фирм на этом направлении позволяет надеяться, что новое время не за горами. Самый мощный из выпускаемых восьмицилиндНе сочтите наши слова иронией: отеровый легковой дизель БМВ (Евро III): система "коммон рейл", два регулируемых турбоком­3 чественная промышленность тоже сделапрессора, промежуточное охлаждение, 3901 см ; ла пусть запоздалый, но большой шаг впе170 кВт/230 л. с; 500 Нм при 1800 об/мин. ред. Сейчас в России серийно выпускают два двигателя с четырехклапанными головками цилиндров, гидротолкателями клапанов и распределенным впрыском топлива: ЗМЗ-406 и ВАЗ-2112. Малыми сериями в Барнауле делают первый в стране легковой дизель для автомобилей ВАЗ. Правда, по конструкторским решениям он весьма архаичен. Зато в Нижнем Новгороде пытаются освоить производство, а пока собирают из импортных деталей дизельный двигатель "Штайр" очень оригинальной конструкции: с непосредственным впрыском, насос-форжат захват новых территорий. С дизельсунками и головкой цилиндров, выполненными моторами все более-менее ясно ной заодно с блоком. Над легковым дизепредкамерные моторы сдают позиции, а лем работает и заволжский завод. Так что вот двигателям с впрыском бензина в цидвижение есть, пусть ив глубоком арьерлиндр потребуется еще доказать свою "согарде мировой техники. стоятельность", чтобы потеснить под ка-приятных условиях наведываться в сервис придется не часто. Каковы дальнейшие перспективы? Двигатели с непосредственным впрыском, как дизельные, так и бензиновые, продол-Первый французский легковой дизель с непосредственным впрыском и "коммон рейл" (Евро III): 1996 см3; 80 кВт/108 л. с; 250 Н-м при 1500 об/мин.ЗР 3/9949