ТЕХНИКАДИЗЕЛЬНЫЕ ДВИГАТЕЛИКомпания «Бош» производит все элементы топливной аппаратуры дизельных двигателей: ТНВД, управляемые форсунки для аккумуляторных систем впрыска и насос-форсунки.БЕЗ ИСКРЫ В ЦИЛИНДРАХА н ат олийФомин . Ф отоа вт ораи « Б ош »Рудольф Дизель посвятил всю свою жизнь созданию двигателя с воспламенением от сжатия, способного работать на угольной пыли. Но так и не добился успеха, и до сих пор эта задача осталась неразрешенной. Зато его моторы, потребляющие нефтяное топливо, оказались весьма востребованы. Не прошло и пяти лет со дня демонстрации прототипа в Аугсбурге в 1893 году, как изобретение сделало создателя миллионером. Однако до массового прихода дизельных двигателей на легковые автомобили оставалось целых восемьдесят лет.ПРОШЛЫЙ ВЕКСудьба легкового дизеля оказалась непростой. В 1921 году одним из автомобилей, достигших финиша в гонках Париж–Бордо, был экспериментальный «Пежо-156» с двухцилиндровым двухтактным дизелем мощностью 40 л.с. Дистанцию гонки он преодолел со средней скоростью 48 км/ч. Но первой серийной моделью с дизельным мотором стал в 1936 году «Мерседес-Бенц 260D». Его четырехцилиндровый двигатель рабочим объемом 2545 см3 развивал 45 л.с. при 3000 об/мин ис трудом разгонял 1600-килограммовый авто-– Евро I, 1993 – Евро II, 1996 – Евро III, 2000 – Евро IV, 2005 – Евро V, уточняется, 2009 Изменение экологических требований к дизельным двигателям легковых автомобилей с 1993 года.232 За рулем 12/2006 ДИЗЕЛЬНЫЕ ДВИГАТЕЛИАреной для презентации послужила гоночная трасса формулы 1 «Хунгароринг» под Будапештом. Рядный ТНВД PE4A изначально спроектировали для легковых и небольших грузовых моторов.мобиль до 95 км/ч. Впрочем, в те годы это было вполне приемлемо. Характеристики дизельного двигателя во многом зависят от совершенства топливной аппаратуры. Именно ее созданием занялись на фирме Роберта Боша в 1922 году. Тридцатого ноября 1927-го компания выполнила первый коммерческий заказ: 1000 топливных насосов высокого давления (ТНВД) модели 4Р8/11 для грузовых и тракторных дизелей. При создании первого ТНВД пригодился богатый опыт производства механизмов для смазки под давлением, задача которых была в сущности схожей – подавать в нужное время строго определенное количество масла. Первый ТНВД был рядным – он походил на миниатюрную копию двигателя – с числом плунжеров, равным количеству цилиндров. Такая конструкция прожила до 1962 года, пока не потребовался особо компактный и более дешевый насос для мотора «Пежо-404». Агрегат VM4 стал прообразом современных ТНВД распределительного типа. В 1986 году из-за ограничений по токсичности механические регуляторы уступили место электронике, тогда еще громоздкой. Блок управления предкамерным дизелем БМВ324td был размером с том энциклопедии.Но настоящая революция свершилась, когда появились легковые моторы с непосредственным впрыском. Потребовались системы впрыска, способные развивать давление более 130 МПа. Проблему чрезмерной жесткости работы решил двухфазный впрыск через форсунки с двумя пружинами (основная и пилотная фазы). Дальнейшее ужесточение экологических норм потребовало увеличить давление впрыска, что помогло серьезно поднять литровую мощность двигателей. Сочетание хорошей динамики с экономичностью (расход топлива на 25–30% ниже, чем у бензиновых моторов), а также уменьшившийся уровень шума позволили сломать устоявшееся представление о дизеле, как двигателе для трактора. Именно начало 90-х годов стало переломом в сознании. За последние 15 лет доля продаваемых дизельных автомобилей в странах Западной Европы выросла в среднем более чем втрое. Причем в Германии вчетверо, в Испании впятеро, в Италии – аж в семь раз! Покупателей в Великобритании не остановило даже повышение налогов, и сегодня в Соединенном Королевстве из всех продаваемых новых легковушек 40% с дизелями – против 7% в 1990 году.На смену рядным ТНВД пришли более удобные для небольших дизелей насосы распределительного типа. Например, «бошевский» VM4 для «Пежо-404 Diesel», выпускавшийся с 1963 года.Последнее поколение радиально-поршневых распределительных насосов «Бош» до наступления эпохи «коммон рейл». VP44 с встроенным электронным блоком управления предназначен для 4- и 6-цилиндровых дизелей с неразделенной камерой сгорания. Давление впрыска до 185 МПа. За рулем 12/2006 233 ТЕХНИКАДИЗЕЛЬНЫЕ ДВИГАТЕЛИмы Евро III еще больше ограничили содержание в выхлопе СО, попутно потребовав снижения выбросов сажи. Большинство бензиновых моторов оборудованы впрыском топлива во впускной коллектор и работают при атмосферном давлении на впуске, все современные легковые дизели – с неразделенной камерой сгорания и турбонаддувом. Неудивительно, что мощность, а тем более крутящий момент выше, равно как и КПД. В повседневной эксплуатации преимущества дизелей сводятся к снижению расхода топлива до 30%, уменьшению выбросов СО на 20–25% и улучшению разгона на средних оборотах на 25–30% по сравнению с бензиновыми версиями. Это и привлекает покупателей, несмотря на более высокую стоимость таких машин, хотя разница в ценах между бензином и дизтопливом зачас-Бастионами бензиновых моторов в Европе остаются Швеция и Греция. В первой налоги на дизельные автомобили в несколько раз выше, чем на бензиновые, во второй продажа дизельных автомобилей частникам попросту запрещена. Причина лежит на поверхности – парламентарии доверяют не инженерам, а собственным носам. Новым моторам потребуется еще не один год, чтобы сломать и этот стереотип.ДИЗЕЛЬ-ПОБЕДИТЕЛЬНесмотря на серьезные успехи, к середине 90-х годов дизели еще не могли на равных соперничать с бензиновыми моторами в динамике и «удовольствии от езды». Помогли экологические удавки: Евро II нанесло сокрушительный удар по монооксиду (окиси) углерода, где позиции бензиновых двигателей традиционно хуже. В 2000 году нор-Первый ТНВД от «Бош» – 4P8/11 образца 1927 года для грузовых и тракторных дизелей.Форсунка с пьезоэлементом (выпускается с 2003 года) для дизелей с «коммон рейл» третьего поколения реагирует вдвое быстрее предшественницы с электромагнитным управлением. Максимальное давление впрыска 200 МПа.тую не превышает 5%. Ресурс дизельных двигателей выше, чем у бензиновых; правда, для большинства владельцев это не столь актуально.ДИЗЕЛЬНОЕ БУДУЩЕЕОжидается, что в 2006 году в Европе дизельные автомобили опередят бензиновые по продажам – 51,4% новых машин оснастят моторами с воспламенением от сжатия, причем две трети из них с топливной аппаратурой «Бош». Главенствующей будет система аккумуляторного типа («коммон рейл»), постепенно вытесняющая насос-форсунки.Последние хоть и стали компактнее, но по-прежнему занимают непозволительно много места и нуждаются в специальной конструкции двигателя. Кроме того, система «коммон рейл» точнее управляет топливоподачей, да и преимущество насос-форсунок в максимальном давлении впрыска стремительно тает. Еще лет десять назад оно составляло 55 МПа, три года назад – 45, а сегодня – лишь 30. Уже выпущены серийные моторы, на которых система аккумуляторного типа развивает максимальное давление впрыска 180 МПа. Следу-234 За рулем 12/2006 ДИЗЕЛЬНЫЕ ДВИГАТЕЛИНа правах рекламыющий рубеж – 200 – уже отрабатывается на прототипах, а к 2010 году «Бош» замахивается на 250 МПа. Умнее стали и топливные насосы. Во-первых, они способны регулировать давление подачи от 23 до 200 МПа, подстраиваясь под разные режимы двигателя. Вовторых, больше не выполняют напрасную работу, когда часть топлива приходится пускать по второму кругу. Главный подводный камень на пути дизеля – грядущие нормативы Евро V, требующие радикального снижения окислов азота. Для этого придется увеличивать рециркуляцию выхлопных газов в ущерб основным показателям двигателя, ведь накопительные нейтрализаторы способны снизить уровень NОx лишь в 4–5 раз. Официально нормативы Евро V до сих порне утверждены, дебаты по ним продолжаются. Производители настаивают на ограничении окислов азота на уровне 200 мг/км, что на 25% ниже нынешнего. Тогда можно будет обойтись без дорогостоящей и сложной нейтрализации с использованием дополнительных компонентов, например впрыска водного раствора мочевины (AdBlue). Надеемся, что законодатели и конструкторы придут к компромиссу. Впрочем, именно ограничения по экологии подталкивают разработчиков совершать маленькие технические революции. И наверняка дизели следующего поколения похвастают не только завидными характеристиками, но и оригинальными ноу-хау. В любом случае, отцуоснователю не пришлось бы стыдиться за своих детей.Что общего у «Пежо», «Рено», ФИАТа, «Опеля», «Мерседеса» и «Шкоды»? Дизельные системы питания фирмы «Бош».Ремонт современного дизеля – это просто. Разумеется, при наличии специального инструмента и приборов. Заменить форсунку не намного сложнее, чем свечу зажигания на бензиновом моторе. За рулем 12/2006 235