Записки старого брюзги (часть третья, не последняя)

«Нулевые»... Мы остановились, решили, что чем развивать свой автопром, лучше кормить не наш. А мир пошел вперед! Двигатель торг..., ой, прогресса в это время – постоянно ужесточающиеся «Евро»! Писал многократно, и еще раз повторюсь – только первые «Евро», возможно, до №3, диктовались заботой об экологии. И это было, безусловно, правильно! А дальше... Дальше выяснилось, что именно в дальнейшем развитии и продвижении новых требований по экологии сидит решение кучи проблем, с экологией никак не связанных! Автопроизводители столкнулись с ранее небывалой ситуацией – автомобильный рынок насытился! Машина – не сосиска или бутылка «Пепси», ее каждый день не покупают. А заводы работают, и новые машины регулярно поступают на рынок. Замерещил призрак затоваривания рынка. Выходов два – либо искать новые рынки, типа России и Китая, и сделать так, чтобы через разумное (для автопроизводителей) время мы сами бы отправляли машины на свалку. Для этого надо – сказать, что они не соответствуют новым требованиям по экологии, и потому их использование аморально. Ну, и если это не поймут, тогда сделаем так, чтобы их содержание по истечении установленного автомаркетологами срока стало просто разорительным. Потому – конструктивно и технологически ограничим их срок службы.

Нет требований по ресурсу – развязываются руки для конструкторов! Ведь именно требования по надежности и сроку службы диктовали применение качественных материалов, создание прочных и жестких (что даже более важно) конструкций, вводило ограничение по удельной мощности.

А дальше – придумали «парниковый эффект» и обвинили в нем автомобиль! Хотя любые оценки показывают, что естественный выход СО ₂, а также то количество двуокиси углерода, которое генерит современная энергетика, значительно превышает выбросы всего автотранспорта. Особенно – с учетом того, что большая часть его работает всего несколько часов в день, а то – и в неделю, простаивая остальное время на стоянках и в гаражах.

И пошла тенденция на применение двигателей малого рабочего объема. А, чтобы не ухудшить динамику автомобиля, поставили на них турбонаддув. Замечательная штука – наддув, но… Пропорционально росту мощности увеличились нагрузки на двигатель, а размер-то его уменьшился! Чудес не бывает – чтобы принять нагрузку, необходим металл! А его-то и убираем.

Не миновала чаша увлечения наддувом в то время и нас. У нас на кафедре была разработана своя конструкция механического нагнетателя, сделаны калибровки под нее. И штатный «-011» стал выдавать 125…130 «лошадок». Но ресурс мотора упал до 60…70 тысяч километров – статистику собирали. Несмотря на сделанное нами дополнительное струйное охлаждение поршня, масляный радиатор, впихнутый под капот «девятки», усиленные кованые поршни.

Это сразу как-то вспомнилось, когда увидел многочисленные ветки на форумах о стучащих поршнях. Это вообще отдельный разговор – тенденции изменения конструкций поршней за последние лет пятьдесят! Но важно то, что здесь в максимальной степени отразились компромиссы современного двигателя. С одной стороны, это прочность и надежность, ведь поршень – самая нагруженная деталь мотора. С другой стороны, это инерционная масса, которые надо уменьшать, чтобы разгрузить шейки и подшипники коленчатого вала. Одно требует увеличения массы детали, другое – ее уменьшения. Вот и думайте, как из этой ситуации вылезать. Аналогично – с зазорами. Ведь, чем больше форсирование, больше температуры, а с ними – и деформации поршня. Их надо компенсировать увеличением зазоров. А это приводит к увеличению интенсивности удара при перекладке поршня. Вот вам и стук! Чем больше стучит – тем больше износы, ведь при каждом ударе демпфирующая и защищающая от износа масляная пленка пробивается до прямого контакта «металл – металл». Потому физически обеспечить тот же ресурс, что на малофорсированных моторах, на современных «турбожужжалках» сделать не удастся!

Но теперь уже удельная литровая мощность вплотную подползла к заветным 100 л.с./л. Почему заветным? Потому что когда-то это была степень форсирования не самых слабых спортивных моторов. А вот с ресурсом ситуация стала обратной. Сейчас понятие «капитального ремонта» практически ушло из инструкций по обслуживанию современных моторов. Чудесные времена «двух ремонтных размеров», «первой-второй капиталки» безвовратно ушли – вместе с ремонтными размерами вкладышей подшипников, поршней и поршневых колец. Последствия очевидны – вторичному рынку автомобилей нанесен смертельный удар! Кому теперь нужен практически новый автомобиль (в нашем понимании, конечно) с пробегом в 100 тыс. километров, с мотором, способным умереть в любой момент? И при этом – неремонтопригодным?

Мощность и экология – понятия слабо совместимые. Ведь, хочешь того, или нет, но для получения лишних «лошадей» нужны дополнительные литры топлива. И тут, опять же, на границе «девяностых» и «нулевых» родилась новая тенденция – непосредственный впрыск топлива в цилиндры двигателя. Причем, как дизельного (что неудивительно), так и бензинового двигателей. Она за счет резкого расслоения топливовоздушной смеси позволила ее обеднить до невиданных ранее значений. А, вместе с обеднением, обеспечить снижение расхода топлива и токсичности отработавших газов. Правда, это потребовало новых конструкций систем подавления токсичности и подачи топлива, но это уже – детали.

Сейчас для мирового автопрома – это основная тенденция развития. И она позволила, по сути, практически сравнять удельный расход топлива высокооборотных дизельных и бензиновых двигателей – где-то на уровне 180…190 г/л.с.ч. Жаль только, что ни одной отечественной конструкции бензинового двигателя с непосредственным впрыском назвать не смогу.

Но одновременно с этим пошло и резкое развитие новых конструкций высокооборотных дизелей. И здесь сработала тенденция перехода от вихрекамерных конструкций к непосредственному впрыску. Для этого потребовалось много! Главное – это разработка и внедрение электронной системы Common Rail, позволяющей гибко управлять законом подачи впрыска. Теперь впрыск стало можно делать многоступенчатым, деля общую цикловую подачу топлива на отдельные фрагменты, подаваемые на различных участках такта сжатия. У современных высокофорсированных дизелей количество таких фаз впрыска может доходить до семи.

Главная экологическая опасность от дизельного двигателя – это сажа, содержащаяся в отработавших газах. По оценкам экологов, удельный ее вред выше, чем ущерб от угарного газа СО практически в 300 раз. Чем выше форсирование, тем ее больше. Отсюда – в новые дизели пришли сажевые фильтры, системы рециркуляции отработавших газов. Давить оксиды азота стали добавлением мочевины на выпуск и той же рециркуляцией отработавших газов. Двигателю от этого нехорошо, ухудшается наполнение цилиндров, отсюда – падает мощность и растет расход топлива. Но – экология превыше всего!

На этот мировой вызов в «нулевых» наши ответили небеспроблемным ЗМЗ-514. Но, с помощью австрияков из фирмы AVL, достаточно оперативно довели его и поставили на серию.

Итак, параметры на конец «нулевых» - минимальный удельный расход топлива уже ниже 200 г/л.с.ч., литровая мощность вплотную приблизилась к 100 л.с./л. А ресурс? Ну, что ресурс – кому он сейчас нужен...

И начались «десятые»... Пока – только начались. Что будет в их конце – посмотрим. Если доживем, конечно... Жаль только, что чисто российских конструкций моторов в это время, скорее всего, уже не будет – французы, японцы, немцы на наших сборочных производствах, похоже, будут править бал. А жаль – ведь когда-то, всего лет тридцать-сорок назад, и мы лаптем щи не хлебали... (Надеюсь, окончание еще далеко..)